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如图,在三棱锥中,,,为的中点. (1)证明:平面; (2)若点在棱上,且二面角...

如图,在三棱锥中,的中点.

(1)证明:平面

(2)若点在棱上,且二面角,求与平面所成角的正弦值.

 

(1)见解析(2) 【解析】 (1)根据等腰三角形性质得PO垂直AC,再通过计算,根据勾股定理得PO垂直OB,最后根据线面垂直判定定理得结论;(2)根据条件建立空间直角坐标系,设立各点坐标,根据方程组解出平面PAM一个法向量,利用向量数量积求出两个法向量夹角,根据二面角与法向量夹角相等或互补关系列方程,解得M坐标,再利用向量数量积求得向量PC与平面PAM法向量夹角,最后根据线面角与向量夹角互余得结果. (1)因为,为的中点,所以,且. 连结.因为,所以为等腰直角三角形, 且,. 由知. 由知平面. (2)如图,以为坐标原点,的方向为轴正方向,建立空间直角坐标系. 由已知得取平面的法向量. 设,则. 设平面的法向量为. 由得,可取, 所以.由已知得. 所以.解得(舍去),. 所以.又,所以. 所以与平面所成角的正弦值为.
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