(本小题满分12分)如图3,已知直二面角,,,,,,直线和平面所成的角为.(I)证明;(II)求二面角的大小.-数学

题目简介

(本小题满分12分)如图3,已知直二面角,,,,,,直线和平面所成的角为.(I)证明;(II)求二面角的大小.-数学

题目详情

(本小题满分12分)
如图3,已知直二面角,直线和平面所成的角为
(I)证明
(II)求二面角的大小.
题型:解答题难度:偏易来源:不详

答案

(I)
(II)二面角的大小为
解:(I)在平面内过点于点,连结
因为,所以
又因为,所以
,所以,从而,又
所以平面.因为平面,故
(II)解法一:由(I)知,,又,所以
过点于点,连结,由三垂线定理知,
是二面角的平面角.
由(I)知,,所以和平面所成的角,则
不妨设,则
中,,所以
于是在中,
故二面角的大小为
解法二:由(I)知,,故可以为原点,分别以直线轴,轴,轴建立空间直角坐标系(如图).
因为,所以和平面所成的角,则
不妨设,则
中,
所以
则相关各点的坐标分别是

所以
是平面的一个法向量,由
,得
易知是平面的一个法向量.
设二面角的平面角为,由图可知,
所以
故二面角的大小为

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