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(08年鹰潭市二模理)(12分)如图,正方形所在的平面与平面垂直,的交点,,且

(Ⅰ)求证:平面

(Ⅱ)求直线与平面所成的角的大小;

(Ⅲ)求二面角的大小.

解析:解法一:(Ⅰ)∵四边形是正方形,

.   ………………………1分

∵平面平面,    

又∵

平面.……………………3分

平面

平面.    ………………4分

 (Ⅱ)连结

平面

是直线与平面所成的角.……………………5分

,则

,       ……………………6分

.           

即直线与平面所成的角为.   …………………8分

 (Ⅲ)过,连结.    …………………………9分

平面平面

是二面角的平面角.…………………10分

∵平面平面平面

中, ,有

由(Ⅱ)所设可得

.………………………11分

∴二面角等于.           ………………………12分

解法二: ∵四边形是正方形 ,

,∵平面平面

平面,   ……………………2分

∴可以以点为原点,以过点平行于的直线为轴,分别以直线轴和轴,

建立如图所示的空间直角坐标系

,则

是正方形的对角线的交点,

.……………………4分

 (Ⅰ) 

,…………………………5分

平面.       ……………………6分

(Ⅱ) 平面

为平面的一个法向量,………………………7分

.………………………8分

∴直线与平面所成的角为.……………………9分

 (Ⅲ) 设平面的法向量为,则

      即

,则, 则.……………………10分

又∵为平面的一个法向量,且

,……………………11分

设二面角的平面角为,则

∴二面角等于.…………………………………12分

                

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