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如图,四棱锥的底面是直角梯形,,,侧面底面,是等边三角形,,点分别是棱的中点 ....

如图,四棱锥的底面是直角梯形,,,侧面底面,是等边三角形,,点分别是棱的中点 .

(Ⅰ)求证:平面

(Ⅱ)求二面角的大小;

(Ⅲ)在线段上存在一点,使平面,且,求的值.

 

(1)详见解析;(2) ;(3) . 【解析】 试题 (Ⅰ)由题意证得,结合线面平行的判断定理可得平面. (Ⅱ)建立空间直角坐标系,结合平面的法向量可得二面角的大小为30°; (Ⅲ)利用(II)中的空间直角坐标系结合空间向量的坐标表示得到关于实数 的方程,解方程可得. 试题解析: (Ⅰ)证明:设是的中点,连接 ∵ 分别是的中点 ∴ ,,∴ ∴ 四点共面 ∵ ,平面,∴平面   (Ⅱ) ∵ 平面 底面, ∴ 平面,过点作轴与平面垂直,则轴平面 以分别为轴,轴建立空间直角坐标系 设平面的法向量为,则 设平面的法向量为 ,, , , ∴ ∴ ,∴所求二面角大小为. (Ⅲ),,,,设 ,, ∴ , ∵ 平面,∴ ∴ , .
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