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如图,四棱锥中,平面,底面为矩形,的中点.

(1)求证:
(2)在线段上是否存在一点,使得平面?若存在,求出的长;若不存在,请说明理由.
(1)证明详见解析;(2)当为线段的中点时,满足平面,此时.

试题分析:(1)要证线线垂直,通常只需证线面垂直,本题中要证,只需证明平面,而要证平面,又只需证垂直于平面内的两条相交直线即可,这两个垂直关系,由题中的为矩形及平面不难得到,命题得证;(2)先假设在线段上能找到一点,使得平面,此时平面平面平面,由线面平行的性质可知,由的中点,在中可知,也是的中点,此时再根据题中的条件,即可求出的值,最后采用综合法进行证明即可,问题得以解决.
试题解析:(1)证明:因为平面平面,所以
又因为是矩形,所以
因为,所以平面        4分
又因为平面,所以       6分
(2)取中点,连结
因为的中点,的中点,所以
又因为平面平面,所以平面    10分
此时
即在边上存在一点,使得平面的长为    12分.
练习册系列答案
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(2)设(1)中的直线与圆的另一个交点为,且点满足,记直线
平面所成的角为异面直线所成的锐角为,二面角的大小为
①求证:
②当点为弧的中点时,,求直线与平面所成的角的正弦值。

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如图,在四棱锥中,底面是矩形, 平面,于点

(1) 求证:
(2) 求直线与平面所成的角的余弦值.

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