【題目】已知斜三棱柱的底面是直角三角形,,側(cè)棱與底面成銳角,點(diǎn)在底面上的射影落在邊上.

(Ⅰ) 求證:平面;

(Ⅱ) 當(dāng)為何值時(shí),,且的中點(diǎn)?

(Ⅲ) 當(dāng),且的中點(diǎn)時(shí),若,四棱錐的體積為,求二面角的大小.

【答案】(Ⅰ)見解析;(Ⅱ);(Ⅲ).

【解析】

(1)根據(jù)射影得線面垂直,即得線線垂直,再通過線面垂直判定定理得結(jié)論,(2) 結(jié)合,得, 即得是菱形,再根據(jù)直角三角形解得 ,(3)先根據(jù)條件確定是二面角的平面角,再根據(jù)體積得,最后根據(jù)解三角形得二面角大小.

(Ⅰ)因?yàn)辄c(diǎn)在底面上的射影落在邊上,所以,

所以,所以

(Ⅱ)因?yàn)?/span>,要使,只要,是平行四邊形,所以只要是菱形;

因?yàn)?/span>,當(dāng)是等邊三角形時(shí)的中點(diǎn),因?yàn)?/span>,所以側(cè)棱與底面成銳角,從而當(dāng)時(shí),,且的中點(diǎn).

(Ⅲ)如圖,取中點(diǎn),連接,是等邊三角形,所以,,,所以是二面角的平面角。 四棱錐的體積

=,所以,在直角三角形中易得,即二面角的大小為.

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(2)

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