(本小题满分10分)
如图所示,在四棱锥中,底面为矩形,平面,点在线段上,平面。
(1)证明:平面;
(2)若,,求二面角的正切值。
(1)因为平面,所以。因为平面,所以。所以平面。
(2)设与交点为,连结。因为平面,所以。
又因为平面,所以,所以平面,所以。
所以为二面角的平面角。
因为平面,所以。所以四边形为正方形,所以。
在中,,所以。
所以二面角的平面角的正切值为。
本题主要考查线面垂直的判定和二面角大小的计算。
(1)利用两个线面垂直得到两个线线垂直,都和相关,从而证明线面垂直。
(2)由线面垂直得到对角线垂直,得到底面是正方形。从而很容易利用线面垂直找到二面角平面角,通过解三角形得到正切值。