(本小题满分12分)
如图,四棱锥中,底面为菱形,底面,,,是上的一点,
(1)证明:平面;
(2)设二面角为,求与平面所成角的大小。
(1)因为底面为菱形,所以,又底面,所以。
设,联结。
因为,,,故,,。
从而,。
因为,,所以,,由此知。
与平面内两条相交直线,都垂直,所以平面。
(2)在平面内过点作,为垂足。
因为二面角为,所以平面平面。
又平面平面,故平面,。
与平面内两条相交直线,都垂直,故平面,于是,所以底面为正方形,,。
设到平面的距离为。
因为,且平面,平面,故平面,、两点到平面的距离相等,即。
设与平面所成的角为,则。
所以与平面所成的角为。
本题主要考查点、线、面的位置关系。
(1)由已知的线面垂直,可得线线垂直,从而得到面,于是有,利用解三角形得到,从而得到线面垂直。
(2)利用面面垂直得到线面垂直,构造出到平面投影,构造出线面角的平面角,利用解三角形求出结果。