题目内容
(本小题满分12分)如图,正方形
所在的平面与平面
垂直,
是
和
的交点,
,且
.
| |
(2)求直线
与平面
所成的角的大小;
(3)求二面角
的大小.
(Ⅰ) 见解析 (Ⅱ)
(Ⅲ)![]()
解析:
| |
| |
. ………………………1分
∵平面
平面
,又∵
,
平面
. ……………………2分
平面
,![]()
.……………3分
平面
. ………………4分
(Ⅱ)连结
,
平面
,
是直线
与平面
所成的角. ………5分
设
,则
,
, ………………………6分
,
.
即直线
与平面
所成的角为
…8分
(Ⅲ)过
作
于
,连结
. ……………………9分
平面
,
.
平面
.
是二面角
的平面角. ……10分
∵平面
平面
,
平面
.
![]()
.
在
中,
,有
.
由(Ⅱ)所设
可得
,
,
. ………………10分
.
.
∴二面角
等于
. ……………………12分
解法二: ∵四边形
是正方形 ,
,
∵平面
平面
,
平面
, ………2分
∴可以以点
为原点,以过
点平行于
的直线为
轴,
分别以直线
和
为
轴和
轴,建立如图所示的空
间直角坐标系
.
设
,则![]()
,
是正方形
的对角线的交点,
.……………4分
(Ⅰ)![]()
,
,
,
, ……………………………………4分
![]()
平面
. ………………5分
(Ⅱ)
平面
,
为平面
的一个法向量,…………6分
,
.……………7分
.∴直线
与平面
所成的角为
. ……8分
(Ⅲ) 设平面
的法向量为
,则
且
,
且
.
即![]()
取
,则
, 则
.………………10分
又∵
为平面
的一个法向量,且
,
,设二面角
的平面角为
,则
,
.∴二面角
等于
.…12分
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