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【题目】如图,在四棱锥中,已知底面,异面直线所成角等于.

(1)求直线和平面所成角的正弦值;

(2)在棱上是否存在一点,使得平面与平面所成锐二面角的正切值为?若存在,指出点在棱上的位置;若不存在,说明理由.

【答案】(1);(2)存在这样的点,为棱上靠近的三等分点.

【解析】分析:(1)为原点,所在直线分别为轴,建立空间直角坐标系.利用空间向量法能求出直线和平面所成角的正弦值.

(2)先假设棱上存在一点,求出平面与平面的法向量,进而求得二面角的余弦值,结合其正切值为,求出E点的位置.

详解:解:(1)如图,以为原点,所在直线分别为轴,建立空间直角坐标系.

易知是等腰直角三角形,∴.

,则.

∵异面直线所成角等于

,即,解得

.

设平面的一个法向量为

则由,得,所以可取

.

∴直线和平面所成角的正弦值为.

(2)假设存在,设,且,则

,设平面的一个法向量为

则由,得

,又有平面的法向量

由平面与平面所成锐二面角的正切值为,可知余弦值为

,得

解得(不合题意).

∴存在这样的点,为棱上靠近的三等分点.

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