题目内容
【题目】已知正方形
的边长为4,
,
分别为
,
的中点,以
为棱将正方形
折成如图所示的
的二面角,点
在线段
上且不与点
,
重合,直线
与由
,
,
三点所确定的平面相交,交点为
.
![]()
(1)若
为
的中点,试确定点
的位置,并证明直线
平面
;
(2)若
,求
的长度,并求此时点
到平面
的距离.
【答案】(1)见解析;(2)![]()
【解析】
(1)延长
交
的延长线于
,连接
交
于
,利用平面几何知识得
,再根据线面平行判定定理得结论,(2)根据线线垂直、线面垂直关系将条件转化到平面内垂直关系,再根据相似三角形以及直角三角形计算得结果.
(1)延长
交
的延长线于
,
![]()
为
中点,
,
为
中点,
又
,
为
中点,
连接
交
于
,则
为
中点,所以
,
又
平面
,
平面
,
平面
;
(2)由题意可知,
所以
平面
,同理可得
平面
,因为二面角
为60°,
,
与
是全等的正三角形,取
中点
,则
,由
平面
,
平面
得
,因此
平面
,即
,
平面
,
![]()
设
,![]()
的长度为
.
过
作
于
,则由
平面
,得
平面
,即
为点
到平面
的距离,![]()
![]()
点
到平面
的距离为
.
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