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【题目】如图,在棱长为2的正方体中, 分别是棱 的中点,点 分别在棱 上移动,且.

(1)当时,证明:直线平面

(2)是否存在,使面与面所成的二面角为直二面角?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.

【答案】(1)见解析;(2).

【解析】为原点,射线 分别为 轴的正半轴建立如图所示的空间直角坐标系.由已知得 ,则 .

(1)当时, ,因为,所以,即,又平面,且平面,故直线平面.

(2)设平面的一个法向量为,则

,得,于是可取.

设平面的一个法向量为,由,得,于是可取.

若存在,使面与面所成的二面角为直二面角,则,即,解得,显然满足.

故存在,使面与面所成的二面角为直二面角.

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