题目内容
【题目】如图,在四棱锥
中,
平面
,底面
是直角梯形,其中
,
,
,
,
为棱
上的点,且
.
![]()
(1)求证:
平面
;
(2)求二面角
的余弦值;
(3)设
为棱
上的点(不与
,
重合),且直线
与平面
所成角的正弦值为
,求
的值.
【答案】(1)见解析;(2)
;(3)![]()
【解析】
(1)建立适当的空间直角坐标系,确定各点坐标,得到
,
,根据线面垂直的判定定理,即可证明.
(2)由(1)可知,平面
的法向量
,确定平面
的法向量
,根据
,求解即可.
(3)设
,确定
,
,根据直线
与平面
所成角的正弦值为
,求解
,即可.
(1)因为
平面
,
平面
,
平面![]()
所以
,![]()
因为![]()
则以A为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系.
![]()
由已知可得
,
,
,
,
,
.
所以
,
,
.
因为
,
.
所以
,![]()
又
,
平面
,
平面
.
所以
平面
.
(2)设平面
的法向量
,由(1)可知,![]()
设平面
的法向量![]()
因为
,
.
所以
,即![]()
不妨设
,得
.
![]()
所以二面角
的余弦值为
.
(3)设
,即
.
所以
,即
.
因为直线
与平面
所成角的正弦值为![]()
所以![]()
即
解得![]()
即
.
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