Question

【題目】如圖，四棱錐中，底面為梯形，，.是的中點，底面，在平面上的正投影為點，延長交于點.

(1)求證：為中點；

(2)若，，在棱上確定一點，使得平面，并求出與面所成角的正弦值.

Answer 1

【答案】（1）見解析（2）

【解析】試題分析：

（1）連接OE，可得四邊形BCDO是平行四邊形，由PO⊥底面ABCD．O在平面PAD上的正投影為點H，可得AD⊥OE，又AO=OD，即可得E為AD中點；（2）以O為原點建立空間直角坐標系，設，∴，∴，又是平面PAB的法向量，求出面PCD的法向量，即可求得OG與面PCD所成角的正弦值．

詳解：(1)連結，∵，是中點，，

∴，∵，∴四邊形是平行四邊形，∴，

∵平面，平面，∴，

∵在平面的正投影為，∴平面，∴，

又∵，∴平面，∴，

又∵，∴是的中點.

(2)∵，，∴，∵平面，

∴以為原點，，，分別為的正方向建立空間直角坐標系，

∴，，，，∵，，

∴，

∴，∴是的外心，∵，

∴是的重心，∴，

設，∴，∴，

又∵是平面的一個法向量，且平面，

∴，∴，解得，∴，

設是平面的法向量，∵，，

∴，即，取，則，，∴

∴，∴直線與平面所成角的正弦值為.