如图,正方体的边长为2,,分别为,的中点,在五棱锥中,为棱的中点,平面与棱,分别交于,.(1)求证:;(2)若底面,且,求直线与平面所成角的大小,并求线段的长.-数学

题目简介

如图,正方体的边长为2,,分别为,的中点,在五棱锥中,为棱的中点,平面与棱,分别交于,.(1)求证:;(2)若底面,且,求直线与平面所成角的大小,并求线段的长.-数学

题目详情

如图,正方体的边长为2,分别为的中点,在五棱锥中,为棱的中点,平面与棱分别交于.
(1)求证:
(2)若底面,且,求直线与平面所成角的大小,并求线段的长.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(1)详见解析;(2)2.

试题分析:(1)利用正方形的性质,证明,利用线面平行的判定定理证明平面,再用线面平行的性质定理证明;(2)由条件底面,证明
建立空间直角坐标系,利用向量法求解,先求平面的法向量,利用公式,求直线与平面所成的角,再设点,因为点在棱上,所以可设,利用向量的坐标运算,求的值,最后用空间中两点间的距离公式求.
(1)在正方形中,因为的中点,所以
因为平面,所以平面
因为平面,且平面平面
所以.
(2)因为底面,所以
如图建立空间直角坐标系,则
,设平面的法向量为
,即,令,则,所以
设直线与平面所成的角为,则
因此直线与平面所成的角为
设点,因为点在棱上,所以可设
,所以
因为向量是平面的法向量,所以
,解得,所以点的坐标为
所以.

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