本题导读

考查空间向量。 定 , 垂直平面 内两相交直线;。

📌【题干】

Question

(2009年湖南卷(文)) 如图,在正三棱柱 中,,.点 是 的中点,点 在 上,且 .

(1)证明:平面 平面 ;

(2)求直线 和平面 所成角的正弦值.

🔍【思路分析】

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  1. 以 为原点建系:,,,,。
  2. 设 端点 ,由 解得 。 3.(1),, 垂直平面 内两相交直线。 4.(2)平面 的法向量 ,;。

✅【答案】

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(1) 证明见解析;(2)

✍【详细解析】

Abstract

建立空间直角坐标系:,,,,。 设 将 按比例 分,则 ,。 于是 ,。 由 ,,解得 , 即 ,。 (1),, ,, 即 垂直于平面 内两条相交直线 ,。 又 平面 ,故平面 平面 。 (2)平面 的一个法向量 ,且 。 又 ,,。 设直线 与平面 所成的角为 ,则 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:空间向量与线面角

核心方法:建系设 ,用 定 ;法向量配模求

避坑指南:;,,。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:设点 在 上用比例 表坐标,一个未知数解一个方程。

结论推广:面面垂直的向量证法:一条直线垂直于另一平面内两相交直线。

方法推广:线面角公式里是 (与二面角的 区分),最后核对 。

🔗【关联脉络】

Multi column