题目内容
【题目】如图1,梯形
中,
,
,
,
,
为
中点.将
沿
翻折到
的位置, 使
如图2.
(1)求证:平面
平面
;
(2)求
与平面
所成角的正弦值;
(3)设
、
分别为
和
的中点,试比较三棱锥
和三棱锥
(图中未画出)的体积大小,并说明理由.
![]()
图1 图2
【答案】(1)见解析;(2)
;(3)见解析
【解析】
(1)先证明
平面
,再证明平面
平面
.(2)建立空间直角坐标系,利用向量法求得
与平面
所成角的正弦值为
.(3) 先证明点
、
到平面
的距离相等,即三棱锥
和
同底等高,所以体积相等.
(1)证明:由图1,梯形
中,
,
,
,
,
为
中点,![]()
故图2,
,![]()
因为
,
,
平面
,所以
平面
因为
平面
,所以平面
平面
![]()
(2)取
中点
,连接
,
.
因为在
中,
,
为
中点,所以![]()
因为平面
平面
,平面
平面
![]()
平面
,所以
平面![]()
因为在正方形
中,
、
分别为
、
的中点,
所以![]()
建系如图. 则
,
,
,
,
.
,
,
,
设平面
的法向量为
,则
,即
,令
得,
,
所以
是平面
的一个方向量.
![]()
所以
与平面
所成角的正弦值为
.
(3)三棱锥
和三棱锥
的体积相等.
理由如下:由
,
,知
,则
因为
平面
,所以
平面
.
故点
、
到平面
的距离相等,有三棱锥
和
同底等高,所以体积相等.
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