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 如图,在正三棱柱中,分别是的中点,

    (Ⅰ)在棱上是否存在点使?如果存在,

试确定它的位置;如果不存在,请说明理由;

   (Ⅱ)求截面与底面所成锐二面角的正切值;

   (Ⅲ)求点到截面的距离.

 

 

 

 

 

【答案】

 解:解法一:(Ⅰ)存在且为的中点,连接,

分别是的中点, ∴.           (3分)

(Ⅱ)延长的延长线交于,连接

为截面与底面所成二面角的棱,

    取的中点,连,则

,∴的中点.

由题设得,且,

,则,连,

,

由三垂线定理可知

为截面与底面所成的锐二面角.                               (6分)

中,,∴.           (8分)

(Ⅲ)在中,得

中,得,

,解得,即到截面距离为.    (12分)

解法二:(Ⅱ)如图,以为坐标原点,

的方向分别作为轴的正方向建立空间直角坐标系,

分别是

的中点,∴,

,

设平面的法向量为

解得,取

又平面的一个法向量为,                                (6分)

设截面与底面所成锐二面角为

,得

故截面与底面所成锐二面角的正切值为2.   (8分)

(Ⅲ)由(Ⅱ)知平面的一个法向量为

设点到截面的距离为

由向量的投影得

故点到截面的距离为.                                     (12分)

 

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