题目内容

【题目】如图,已知四棱锥的底面为菱形,且, 是中点.

(Ⅰ)证明: 平面;

(Ⅱ)若, ,求平面与平面所成二面角的正弦值.

【答案】(1)见解析(2)

【解析】试题分析:(1) 连接, ,连接,易得,从而平面;

(2)取的中点,连接, ,易证,以为原点, 所在的直线为轴, 所在的直线为轴, 所在的直线为轴建立空间坐标系,求出平面与平面的法向量面,代入公式计算即可.

试题解析:

(Ⅰ)证明:如图,连接, ,连接,

四棱锥的底面为菱形,

为中点,又 是中点,

在中, 是中位线, ,

又 平面,而平面, 平面.

(Ⅱ)解:如图,取的中点,连接, ,

为菱形,且, 为正三角形, .

设, , ,且为等腰直角三角形,即,

,

平面,且,

, ,

如图,建立空间直角坐标系,以为原点, 所在的直线为轴, 所在的直线为轴, 所在的直线为轴,

则, , , , , , ,

, , , ,

设为平面的一个法向量,

则即

可取.

设为平面的一个法向量,

则即

可取.

于是.

所以平面与平面所成二面角的正弦值为.

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