Question

如图，在长方体，中，，点在棱AB上移动.

（Ⅰ）证明：；
（Ⅱ）求点到平面的距离；
（Ⅲ）等于何值时，二面角的大小为

Answer 1

（Ⅰ）见解析；（Ⅱ）；（Ⅲ）二面角的大小为.

试题分析：（Ⅰ）建立空间直角坐标系，利用向量数量积为零证明即可；（Ⅱ）求出平面的法向量解答；（Ⅲ）设平面的法向量，利用空间向量解答即可.
试题解析：

以为坐标原点，直线分别为轴，建立空间直角坐标系，设，
则    2分
（1）      4分
（2）因为为的中点，则，从而，  5分
，设平面的法向量为，则也即，
得  6分
从而，   7分
所以点到平面的距离为    8分
（3）设平面的法向量，∴
由 令，∴
依题意
∴（不合，舍去）， 
.∴时，二面角的大小为.           12分