题目内容
(本题满分14分)
如图,
平面
,四边形
是矩形,
,
与平面
所成角是
,点
是
的中点,点
在矩形
的边
上移动.
(1)证明:无论点
在边
的何处,都有
;
(2)当
等于何值时,二面角
的大小为
.
![]()
【答案】
解:法一:(1)证明:
,
.
又![]()
,
![]()
又
,∴
分
又
,点
是
的中点,![]()
,
.
.
分
(2)过
作
于
,连
,又∵
,
则
平面
,
则
是二面角
的平面角,
∴
-------------------------------------------------------------------------- 9分
∵
与平面
所成角是
,∴
,-------------------------------- 10分
∴
,
. ∴
,
, -------------------------- 11分
设
,则
,
,
在
中,
,
得
.故
。 ------------------ 14分
法二:(1)建立如图所示空间直角坐标系,则
,
∵
与平面
所成角是
,∴
,
∴
,
,
,
. ------ 3分
设
,则![]()
.
--------------------------------6分
(2)设平面
的法向量为
,
由
,
得:
,
---------------------------------------------- 8分
而平面
的法向量为
,---------------------------------------------- 9分
∵二面角
的大小是
,
所以
=
,
∴
, ------------------- 11分
得
或
(舍).
∴
, 故
。
--------------------------------- 14分
【解析】略
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