(本小题满分13分)
如图,在四棱锥中,底面是矩形,,,,。
(Ⅰ)求异面直线的与所成角的正切值;
(Ⅱ)证明:平面平面;
(Ⅲ)求直线与平面所成角的正弦值。
(Ⅰ)如图,在四棱锥中,
因为底面是矩形,所以且。
又因为,故为异面直线与所成的角。
在中,,
所以,异面直线的与所成角的正切值为2。
(Ⅱ)由于底面是矩形,故。
又由于,,因此平面。
而平面,所以平面平面。
(Ⅲ)在平面内,过点作交直线于点,连接,
由于平面平面,而直线是平面与平面的交线,
故平面。由此得为直线与平面所成的角,
在中,由于,,可得,
由,平面,得平面,因此,
所以直线与平面所成角的正弦值为:。
本题主要考查空间几何体中直线、平面之间的位置关系等相关知识。
(Ⅰ)因为,所以即为异面直线与所成的角,由此即可在中求得此角的正切值。
(Ⅱ)由已知可得,,所以平面,所以平面平面。
(Ⅲ)过点作交直线于点,连接,即为直线与平面所成的角,再根据边角关系即可求得此角的正弦值。