Question

已知直三棱柱的三視圖如圖所示，且是的中點(diǎn)．

（Ⅰ）求證：∥平面；

（Ⅱ）求二面角的余弦值；

（Ⅲ）試問(wèn)線(xiàn)段上是否存在點(diǎn)，使與成 角？若存在，確定點(diǎn)位置，若不存在，說(shuō)明理由．

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ）證明：根據(jù)三視圖知：三棱柱是直三棱柱，，

連結(jié)，交于點(diǎn)，連結(jié).

由 是直三棱柱，

得 四邊形為矩形，為的中點(diǎn).

又為中點(diǎn)，所以為中位線(xiàn)，

所以 ∥，               

因?yàn)?平面，平面，

所以 ∥平面.               

（Ⅱ）解：由是直三棱柱，且，故兩兩垂直.

如圖建立空間直角坐標(biāo)系.

 

，則.

所以 ，              

設(shè)平面的法向量為，則有

所以  取，得. 

易知平面的法向量為.          

由二面角是銳角，得 .

所以二面角的余弦值為.

（Ⅲ）解：假設(shè)存在滿(mǎn)足條件的點(diǎn).

因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012052603163866782083/SYS201205260318338553322792_DA.files/image035.png">在線(xiàn)段上，，，故可設(shè)，其中.

所以 ，.  

因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012052603163866782083/SYS201205260318338553322792_DA.files/image043.png">與成角，所以.   

即，解得，舍去.

所以當(dāng)點(diǎn)為線(xiàn)段中點(diǎn)時(shí)，與成角.

【解析】略