题目内容
【题目】如图,在多面体
中,四边形
为矩形,
,
均为等边三角形,
,
.
![]()
(1)过
作截面与线段
交于点
,使得
平面
,试确定点
的位置,并予以证明;
(2)在(1)的条件下,求直线
与平面
所成角的正弦值.
【答案】(1)当
为线段
的中点时,使得
平面
.(2)![]()
【解析】
试题分析:(1) 当
为线段
的中点时,
平面
.连结AC交BD于M,连结MN.利用中位线定理即可证明
,于是
平面
.
(2)通过线面关系证得
,
.分别以
,
,
的方向为
,
,
轴的正方向,建立空间直角坐标系
,用向量法求解即可.
试题解析:(1)当
为线段
的中点时,使得
平面
.
证法如下:
连接
,
,设
,
∵四边形
为矩形,
∴
为
的中点,
又∵
为
的中点,
∴
为
的中位线,
∴
,
∵
平面
,
平面
,
∴
平面
,故
为
的中点时,使得
平面
.
![]()
(2)过
作
分别与
,
交于
,
,
因为
为
的中点,所以
,
分别为
,
的中点,
∵
与
均为等边三角形,且
,
∴
,连接
,
,则得
,
∵
,
,
,
∴
,
,
∴四边形
为等腰梯形.
取
的中点
,连接
,则
,
又∵
,
,
,
∴
平面
,
过
点作
于
,则
,
∴
,
.
分别以
,
,
的方向为
,
,
轴的正方向,建立空间直角坐标系
,不妨设
,则由条件可得:
,
,
,
,
,
.
设
是平面
的法向量,
则
即![]()
所以可取
,
由
,可得
,
∴直线
与平面
所成角的正弦值为
.
![]()
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