题目
(本小题满分12分) 三棱柱中,侧面底面,,且,O为中点. (Ⅰ)在上确定一点,使得平面,并说明理由; (Ⅱ)求二面角的大小.
答案:(本小题满分12分) 解:(Ⅰ)为中点.2分 证法一:取中点,连接.3分 所以可得,所以面面.5分 所以平面.6分 证法二:因为,且O为 的中点,所以.又由题意可知, 平面平面,交线为, 且平面,所以平面. 以O为原点,所在直线分别 为x,y,z轴建立空间直角坐标系.………1分 由题意可知,又 所以得: 则有:.2分 设平面的一个法向量为,则有 ,令,得 所以.4分 设 即,得 所以得由已知平面, 得 , 即得. 即存在这样的点,为的中点.6分 (Ⅱ)由法二,已知,设面的法向量为 m m m ,则, m 令,所以.8分 m‖n m·n n m 所以<,>===.10分 由图可得二面角的大小为.12分