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【题目】如图,在正三棱柱中,所有棱长都等于.

(1)当点的中点时,

①求异面直线所成角的余弦值;

②求二面角的正弦值;

(2)当点在线段上(包括两个端点)运动时,求直线与平面所成角的正弦值的取值范围.

【答案】(1); (2).

【解析】

(1)建立空间直角坐标系,利用异面直线所成角和二面角的求解方法求解;

(2)设出M的坐标,利用空间向量求出线面角的目标式,结合目标式的特征求解范围.

(1)取的中点为建立空间直角坐标系

的中点时,则

设异面直线所成角为=

设平面的一个法向量为

所以

设平面的一个法向量为

设二面角的平面角为

所以

(2)当上运动时,设

设直线与平面所成的角为

所以

直线与平面所成的角的正弦值的取值范围为

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2.

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