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【题目】如图所示,在三棱锥中,侧面 是全等的直角三角形, 是公共的斜边且 ,另一侧面是正三角形.

(1)求证:

(2)若在线段上存在一点,使与平面角,试求二面角的大小.

【答案】(1)见解析(2)

【解析】试题分析:

(1)利用题意将几何体补形,然后建立空间直角坐标系即可证得.

(2)利用空间坐标系结合平面的法向量可得二面角的大小为.

试题解析:

解:(1)证明:作,连接,由题意得, ,故中, ,所以为直角三角形, ,又在平面内的射影, ,同理得,又,所以四边形是正方形且,将所得四棱锥补成正方体,建立如图所示的空间直角坐标系,则 ,所以,则.

(2)设是线段上上一点,则 ,平面的一个法向量为 ,要使与平面角,由图可知, 的夹角为,所以 ,则,解得,则,故线段上存在点,当时, 与平面角.

,设平面的法向量

,令

,同理平面的法向量

,设平面与平面成角为

.

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