(本小题满分14分)
如图,在四棱锥中,平面平面,,,,,,。
(1)求证:平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值;
(3)在棱上是否存在点,使得平面?若存在,求的值;若不存在,说明理由。
(1)因为平面平面,平面,且,所以平面,所以,又因为,,所以平面; ......4分
(2)如图所示建立空间直角坐标系,
设直线与平面所成角为,根据已知条件解出各点坐标,、、、,则有,,,设平面的法向量为,由,得,所以,又因为直线与平面所成角为锐角,所以所求线面角的正弦值为; ......8分
(3)假设存在这样的点,
设点的坐标为,则,要使直线平面,即需要求,所以,解得,此时。 ......14分
本题主要考查空间几何。
(1)证明一条直线与平面垂直,只需证明该直线与平面内两相交直线垂直即可,本题先证明平面,可得,再结合已知条件,可得证。
(2)建立平面直角坐标系,求出平面的法向量,则线面所成角的正弦值即为直线所在向量与法向量所成角的余弦值,利用可求解,再注意符号即可;
(3)假设存在这样的,设出其坐标,写出满足条件的表达式,表达式有解即满足条件的存在,再进一步求解即可。