(本小題滿分12分)
如圖所示,在正方體

中,E是棱

的中點.

(Ⅰ)求直線BE與平面

所成的角的正弦值;
(Ⅱ)在棱

上是否存在一點F,使

平面

?證明你的結(jié)論.
解法1:設(shè)正方體的棱長為1.如圖所示,以

為單位正交基底建立空間直角坐標(biāo)系.
(Ⅰ)依題意,
得

,
所以

.
在正方體

中,因為

,所以

是平面

的一個法向量,設(shè)直線BE和平面

所成

的角為


,則

.
即直線BE和平面

所成的角的正弦值為

.

設(shè)F是棱

上的點,則

.又

,所以

.而

,于是

為

的中點,這說明在棱

上存在點F(

的中點),使

.
解法2:(Ⅰ)如圖(a)所示,取

的中點M,連結(jié)EM,BM.因為E是

的中點,四邊形

為正方形,所以EM∥AD.

即直線BE和平面

所成的角的正弦值為

.

(Ⅱ)在棱

上存在點F,使

.
事實上,如圖(b)所示,分別取

和CD的中點F,G,連結(jié)

.因

,且

,所以四邊形

是平行四邊形,因此

.又E,G分別為

,CD的中點,所以

,從而

.這說明

,B,G,E共面,所以

.
因四邊形

與

皆為正方形,F(xiàn),G分別為

和CD的中點,所以

,且

,因此四邊形

是平行四邊形,所以

.而

,

,故

.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題
科目:高中數(shù)學(xué)
來源:不詳
題型:單選題
已知平面

平面

,直線

平面

,點


直線

,平面

與平面

間的距離
為8,則在平面

內(nèi)到點

的距離為10,且到直線

的距離為9的點的軌跡是 ( )
A 一個圓 B 四個點 C 兩條直線 D 兩個點
第Ⅱ卷
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科目:高中數(shù)學(xué)
來源:不詳
題型:解答題
(12分)
如圖,正方形ABCD-A1B1C1D1中,E、F、G分別是AB,AD,AA1的中點,

(1)求證AC1⊥平面EFG,
(2)求異面直線EF與CC1所成的角。
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科目:高中數(shù)學(xué)
來源:不詳
題型:解答題
(本

小題滿分14分)
如右圖所示,四棱錐

中,底面

為正方形,

平面

,

,

,

,

分別為


、

、

的中點.(1)求證:

;
(2)求二面角
D-
FG-
E的余弦值.
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科目:高中數(shù)學(xué)
來源:不詳
題型:解答題
如圖,點
P是邊長為1的菱形
ABCD外一點,

,
E是
CD的中點,


(1)證明:平面

平面PAB;
(2)求二面角
A—
BE—
P的大小。
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科目:高中數(shù)學(xué)
來源:不詳
題型:解答題
(本小題滿分10分)
已知正方體ABCD-A
1B
1C
1D
1中,E,F(xiàn)分別是A
1B
1,B
1C
1的中點。求證:EF∥平面AD
1C.

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科目:高中數(shù)學(xué)
來源:不詳
題型:解答題
(本小題滿分12分)如圖,已知

平面

,

平面

,

為

等邊三角形,

,

為

中點.
(1)求證:

平面

;
(2)求證:平面


平面

;
(3)求直線

與平面

所成角


的正弦值.
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