答案:
(Ⅰ)证明见解析. (Ⅱ) . (Ⅲ)不存在点;理由见解析.
【解析】
(Ⅰ)建立空间直角坐标系,求出平面的法向量,证明,即可证明平面.
(Ⅱ)根据平面的法向量,求得平面的一个法向量,利用向量的夹角公式即可求得二面角的值.
(Ⅲ)假设存在这样的P,设出P点坐标,根据向量的夹角关系求出P的坐标,根据P的位置即可判断出不存在.
(Ⅰ)证明:因为平面,,故以为原点,建立如图所示的空间直角坐标系
由已知可得各点坐标为
,
设平面的一个法向量是
由 得
令,则
又因为 ,
所以,又平面,所以平面
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知平面的一个法向量是.
因为平面,所以
又因为,所以平面.
故是平面的一个法向量.
所以 ,又二面角为锐角,
故二面角的大小为
(Ⅲ)假设在线段上存在一点,使得与所成的角为
不妨设 ,则
所以
由题意得
化简得
解得
因为,所以无解
即在线段上不存在点,使得与所成的角为