题目内容
【题目】在四棱锥
中,平面
平面
,
,
,
,
,
,
.
![]()
(1)求证:
平面
;
(2)求二面角
的正弦值;
(3)在棱
上是否存在点
,使得
平面
?若存在,求出
的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)见证明;(2)
(3)见解析
【解析】
(1)由面面垂直的性质得
面
,即可证明
面
(2)取
中点为
,连结
,
,证明
, 以
为原点,如图建系易知
,
,
,
,求面
及面
的法向量,利用二面角的向量公式求解即可(3)假设存在
点使得
∥面
, 设
,由
∥面
,
为
的法向量,得
,
(1)∵面
面
,面
面
,
∵
,
面
,∴
面
,
∵
面
, ∴
,
又
,∴
面
,
(2)取
中点为
,连结
,
,
∵
, ∴
,
∵
, ∴
,
以
为原点,如图建系易知
,
,
,
,
![]()
则
,
,
,
,
设
为面
的法向量,令
.
,
设
为面
的法向量,令
.
,
则二面角
余弦值为
故二面角
正弦值为![]()
(3)假设存在
点使得
∥面
, 设
,
,
由(2)知
,
,
,
,
有
∴![]()
∵
∥面
,
为
的法向量,
∴
,即
,得
综上,存在
点,即当
时,
点即为所求.
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