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【题目】在如图所示的几何体中,是边长为2的正三角形,平面ABC,平面平面ABC,且.

1)若,求证:平面BDE

2)若二面角,求直线CD与平面BDE所成角.

【答案】(1)见解析;(2)

【解析】

1)先根据条件建立空间直角坐标系,设立各点坐标,利用向量数量积求出平面BDE法向量,根据向量垂直坐标表示以及线面平行判定定理证明线面平行,

2)在(1)基础上利用向量数量积求出平面BDE以及平面法向量,根据向量数量积求出两法向量夹角,再根据二面角求出,最后利用空间向量求线面角.

1)取的中点,连接

因为的中点,所以

又因为平面平面,所以平面,因为是边长为2的正三角形,所以

建立如图所示的空间直角坐标系

,因为,所以

设平面的法向量,则

,所以

因为,所以

平面,所以平面

2)设,则

设平面的法向量

,所以

又平面的法向量

所以,解得,即知平面的法向量。设直线与平面所成的角为,而,所以,所以,即直线与平面所成的角为.

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