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如图,在多面体中,四边形为矩形,均为等边三角形,

)过作截面与线段交于点,使得平面,试确定点的位置,并予以证明;

)在()的条件下,求直线与平面所成角的正弦值.

 

答案:
(Ⅰ)为线段的中点,证明见解析(Ⅱ) 【解析】 (Ⅰ)取中点,连结,,可得,,,且.可得,从而面,即面面. (Ⅱ)连结交于,则为的中点,连结,当面时,,所以是中点.由(1)知,,两两垂直,分别以,,所在直线为,,轴建立空间直角坐标系,利用向量求解. 解:(Ⅰ)取中点,连结,, 是边长为2的正三角形,,, 又,,且. 于是,从而. 面,面, 所以面,而面,所以面面. (Ⅱ)连结交于,则为的中点,连结,当面时,,所以是中点. 由(Ⅰ)知,,两两垂直,分别以,,所在直线为,,轴建立空间直角坐标系,则,, , ,, ,. 设面的法向量为,由,取. 面的法向量是, ,, . 二面角是钝角,二面角的余弦值为.
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