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如图1,在边长为2的菱形中,,将沿对角线折起到的位置,使平面平面的中点,⊥平面,且,如图2

1)求证:平面

2)求平面与平面所成角的余弦值;

3)在线段上是否存在一点,使得⊥平面?若存在,求的值;若不存在,说明理由.

 

答案:
(1)证明见解析(2)(3)不存在,理由见解析 【解析】 (1)由题设可得,结合平面平面,利用面面垂直的性质定理可得平面,又平面,再利用线面垂直的性质定理,即可得,再由线面平行的判定定理,即可证得平面; (2)以正交基底建系,写出所需的点的坐标,分别求出平面与平面的法向量,代入向量夹角公式,即可求出法向量夹角的余弦值,再结合实际图形判断所求角是锐角还是钝角,即可得到结果; (3)假设线段上存点,使得平面,设,可得,,,只需判断与平面的法向量共线得到关于的方程是否有解,若有解则存在,无解的则不存在. (1)证明:因为,为的中点,所以, 又平面,平面平面,平面平面, 所以平面,又平面, 所以,而平面,平面, 所以平面; (2)以所在直线为轴,AE所在直线为轴,所在直线为轴建立空间直角坐标系, 则,,,,, 所以,. 设平面的一个法向量为, 则取,则, 又平面ABD的一个法向量为, 所以, 则平面与平面所成角的余弦值为. (3)线段上不存点,使得平面. 假设在线段上存在,使得平面, 设,则,即, 所以,,,由, 由,得,此方程无解. 所以线段上不存点,使得平面.
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