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> 如下图,在四棱柱中,底面和侧面都是矩形,是的中点,,.(1)求证:(2)求证:平面;(3)若平面与平面所成的锐二面角的大小为,求线段的长度.-高三数学
如下图,在四棱柱中,底面和侧面都是矩形,是的中点,,.(1)求证:(2)求证:平面;(3)若平面与平面所成的锐二面角的大小为,求线段的长度.-高三数学
题目简介
如下图,在四棱柱中,底面和侧面都是矩形,是的中点,,.(1)求证:(2)求证:平面;(3)若平面与平面所成的锐二面角的大小为,求线段的长度.-高三数学
题目详情
如下图,在四棱柱
中,底面
和侧面
都
是矩形,
是
的中点,
,
.
(1)求证:
(2)求证:
平面
;
(3)若平面
与平面
所成的锐二面角的大小为
,求线段
的长度.
题型:解答题
难度:中档
来源:不详
答案
(1)详见解析;(2)详见解析;(3)
.
试题分析:(1)利用已知条件得到
,
,从而证明
平面
,得到
再结合
证明
平面
,从而得到
;(2)连接
、
证明四边形
为平行四边形,连接对角线的交点与点
的连线为
的中位线,再利用线面平行的判定定理即可证明
平面
;(3)在(1)的前提条件中
平面
下,选择以点
为坐标原点,
、
分别为
轴、
轴的空间直角坐标系,设
,利用法向量将条件“平面
与平面
所成的锐二面角的大小为
”进行转化,从而求出
的长度.
试题解析:(1)因为底面
和侧面
是矩形,
所以
,
,
又因为
,
所以
平面
,
因为
平面
,
所以
;
(2)因为
,
,
所以四边形
是平行四边形.
连接
交
于点
,连接
,则
为
的中点.
在
中,因为
,
,
所以
.
又因为
平面
,
平面
,
所以
平面
;
(3)由(1)可知
,
又因为
,
,
所以
平面
.
设G为AB的中点,以E为原点,
、
、
所在直线分别为
轴、
轴、
轴
如图建立空间直角坐标系,
设
,则
、
、
、
、
、
,
设平面
法向量为
,
因为
,
,
由
,得
令
,得
.
设平面
法向量为
,
因为
,
,
由
得
令
,得
.
由平面
与平面
所成的锐二面角的大小为
,
得
,
解得
.
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已知四棱锥的底面是等腰梯形,且
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