题目内容
【题目】如图,三棱锥
中,
,
是正三角形,且平面
平面ABC,
,E,G分别为AB,BC的中点.
![]()
(Ⅰ)证明:
平面ABD;
(Ⅱ)若F是线段DE的中点,求AC与平面FGC所成角的正弦值.
【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)![]()
【解析】
(Ⅰ)由题可得
,又可证
平面ABD,从而可证
平面ABD;
(Ⅱ)以E为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系
,利用向量法求解AC与平面FGC所成角的正弦值.
(Ⅰ)因为E,G分别为AB,BC的中点,所以
.
因为
,平面
平面ABC,
平面
平面
,
所以
平面ABD,
所以
平面ABD;
(Ⅱ)因为
是正三角形,所以
.
又由(Ⅰ)知
平面ABD,即EG,AB,DE两两垂直,
则以E为坐标原点,分别以
,
,
的方向为
x轴、y轴、z轴正方向,建立如图所示的空间直角坐标系
.
![]()
因为
,
是正三角形,
所以
,
,
,
,
,
.
因为F是DE的中点,所以
.
,
,
.
设平面FGC的一个法向量为
,
所以![]()
令
,则
,
,所以
.
设AC与平面FGC所成的角为
,
则
.
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