問題詳情:
如圖,在四稜錐中,底面是矩形,平面,,點、分別在線段、上,且,其中,連接,延長與的延長線交於點,連接.
(Ⅰ)求*:平面;
(Ⅱ)若時,求二面角的正弦值;
(Ⅲ)若直線與平面所成角的正弦值為時,求值.
【回答】
(Ⅰ)*見解析;(Ⅱ);(Ⅲ).
【分析】
(Ⅰ)在線段上取一點,使得,,*四邊形為平行四邊形,得到,然後*平面.
(Ⅱ)以為座標原點,分別以,,為,,軸建立空間直角座標系,求出平面的一個法向量,平面的一個法向量利用空間向量的數量積,求解二面角的正弦值.
(Ⅲ)令,,,,,求出平面的一個法向量利用空間向量的數量積轉化求解即可.
【詳解】
(Ⅰ)在線段上取一點,使得,,
且,
,
,且,
且,
四邊形為平行四邊形,
,
又平面,平面,
平面.
(Ⅱ)以為座標原點,分別以,,為,,軸建立空間直角座標系,0,,,0,,,2,,,2,,,0,,
,,1,,,0,
設平面的一個法向量為,
,,
,令,,,
設平面的一個法向量為,
,,
,
令,,,,
,
,
二面角的正弦值為.
(Ⅲ)令,,,,,
設平面的一個法向量為,
,,
,令,
,
由題意可得:,
,
,.
【點睛】
本題考查直線與平面平行的判斷定理的應用,二面角的平面角的求法,直線與平面所成角的求法,考查空間想象能力以及計算能力.
知識點:點 直線 平面之間的位置
題型:解答題