Question

【題目】如圖，四棱錐中，底面為平行四邊形， ， 是棱PD的中點(diǎn)，且， ．

（I）求證： ； （Ⅱ）求二面角的大小；

（Ⅲ）若是上一點(diǎn)，且直線(xiàn)與平面成角的正弦值為，求的值．

Answer 1

【答案】（I）見(jiàn)解析；（Ⅱ） ；（Ⅲ）1．

【解析】試題分析：（1），，所以平面PAC；（2）建立空間直角坐標(biāo)系，求出兩個(gè)法向量，平面MAB的法向量，是平面ABC的一個(gè)法向量，求出二面角；（3）設(shè)，平面MAB的法向量，解得答案。

試題解析：

證明：(I)連結(jié)AC．因?yàn)闉樵?/span>中，

，，

所以，所以．

因?yàn)?/span>AB//CD，所以．

又因?yàn)?/span>地面ABCD，所以．因?yàn)?/span>，

所以平面PAC．

(II)如圖建立空間直角坐標(biāo)系，則．

因?yàn)?/span>M是棱PD的中點(diǎn)，所以．

所以，． 設(shè)為平面MAB的法向量，

所以，即，令，則，

所以平面MAB的法向量．因?yàn)?/span>平面ABCD，

所以是平面ABC的一個(gè)法向量．

所以．因?yàn)槎�面�?/span>為銳二面角，

所以二面角的大小為．

(III)因?yàn)?/span>N是棱AB上一點(diǎn)，所以設(shè)，．

設(shè)直線(xiàn)CN與平面MAB所成角為，

因?yàn)槠矫?/span>MAB的法向量，

所以．

解得，即，，所以．