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【题目】如图,在四棱锥中,底面是直角梯形,侧棱底面垂直于是棱的中点.

(Ⅰ)求证:平面

(Ⅱ)求二面角的正弦值;

(Ⅲ)在线段上是否存在一点使得与平面所成角的正弦值为若存在,请求出的值,若不存在,请说明理由.

【答案】()证明见解析;()()答案见解析.

【解析】

()建立空间直角坐标系,由直线的方向向量和平面的法向量的关系即可证得线面平行;

()结合()中的结论进一步求得两个半平面的法向量,首先确定二面角的余弦值,然后求解二面角的正弦值即可;

()设出点的坐标,由线面角夹角的正弦值公式计算可确定满足题意的点N是否存在.

()A点为坐标原点,方向分别为轴正方向,建立如图所示的空间直角坐标系,则:

,设平面SCD的法向量为,则:

据此可得平面SCD的一个法向量为

,据此可得平面,平面.

()设平面的法向量为,则:

据此可得平面的一个法向量,

二面角的平面角大小为,易知:

.

()假设存在满足题意的点N,且:

设点N的坐标为,据此可得:

由对应坐标相等可得

,由于平面SAB的一个法向量

由题意可得:

解得:

据此可得存在满足题意的点N,且的值为.

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