题目
直角三角形中,是的中点,是线段上一个动点,且,如图所示,沿将翻折至,使得平面平面. (1)当时,证明:平面; (2)是否存在,使得与平面所成的角的正弦值是?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
答案:证明: (1)在中,,即,则, 取的中点,连接交于,当时,是的中点, 而是的中点,所以是的中位线, 所以, 在中,是的中点,所以是的中点, 在中,, 所以,则, 又平面平面,平面平面, 所以平面, 又平面,所以. 而,所以平面; (2)以为原点,所在的直线为轴,所在的直线为轴,建立如图所示空间直角坐标系,则, 由(1)知是的中点,,又平面平面, 所以平面,则, 假设存在满足题意的,则由, 可得, 则,设平面的一个法向量为, 则即, 令,可得,即, 所以与平面所成的角的正弦值, 解得或3(舍去), 综上,存在,使得与平面所成的角的正弦值为.