6. (安徽省巢湖市2008届高三第二次教学质量检测)如图,
、
分别是正四棱柱
上、下底面的中
心,
是
的中点,
.
(Ⅰ)求证:
∥平面
;
(Ⅱ)当
时,求直线
与平面
所成角的大小;
(Ⅲ) 当
取何值时,
在平面
内的射影恰好为
的重心?
以点
为原点,直线
所在直线分别为
轴,
建立如图所示的空间直角坐标系,不妨设
,
则得
、
、
、
、
(Ⅰ)证明 由上得
、
、
,设
得
![]()
解得
, ∴![]()
,
∴
∥平面
|
设平面
的法向量为
,则由
,得
,
,∴直线
与平面
所成角的大小为
.
(Ⅲ) 解 由(Ⅰ)知
的重心
为
,则
,
若
在平面
内的射影恰好为
的重心,则有
,解得![]()
∴当
时,
在平面
内的射影恰好为
的重心.