如图所示,四边形为直角梯形,,,为等边三角形,且平面平面,,为中点.
(1)求证:;
(2)求平面与平面所成的锐二面角的余弦值;
(3)在内是否存在一点,使平面,如果存在,求的长;如果不存在,说明理由.
(1)参考解析;(2);(3),
【解析】
试题分析:(1)根据题意,由于三角形ABE是等边三角形,所以以线段AB的中点为坐标原点建立空间直角坐标系.写出相应点的坐标,表示出向量AB与向量DE,并求出两个向量的数量积为零,所以两个向量垂直,及对应的两条直线垂直.
(2)平面与平面垂直关键是求出两个平面的法向量,再根据法向量的夹角的余弦值的绝对值等于锐二面角的余弦值.
(3)用待定系数的方法,假设存在该点Q,要满足平面,只需要向量PQ,与平面内任一两条直线所对应的向量的数量积为零即可,从而求出点Q的坐标即线段PQ的长.
试题解析:(1)证明:取中点,连结,
因为△是正三角形,所以.
因为四边形是直角梯形,,,
所以四边形是平行四边形,,
又,所以 .
所以平面,
所以.
(2)【解析】
因为平面平面,
,所以平面,
所以.
如图所示,以为原点建立空间直角坐标系.
则,,,,.
所以 ,,
设平面的法向量为,则
,
令,则,.所以.
同理求得平面的法向量为,设平面与平面所成的锐二面角为,则
.
所以平面与平面所成的锐二面角的余弦值为.
(3)【解析】
设,因为,
所以,,.
依题意即
解得 ,.
符合点在三角形内的条件.
所以,存在点,使平面,此时.
考点:1.空间坐标系的建立.2.平面与平面所成的角.3.直线与平面垂直.4.代数运算能力.5.向量的数量积.6.相应的公式.
科目:高中数学 来源:2015届北京市西城区高二第一学期期末理科数学试卷(解析版) 题型:填空题
如图,长方体中,是边长为的正方形,与平面所成的角为,则棱的长为_______;二面角的大小为_______.
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科目:高中数学 来源:2015届北京东城(南片)高二上学期期末考试文数学试卷(解析版) 题型:填空题
三棱锥的顶点为P,PA,PB,PC为三条棱,且PA,PB,PC两两垂直,又PA=2,PB=3,PC=4,则三棱锥P-ABC的体积是 .
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