(本小题满分分)
如图,在四棱锥中,底面为平行四边形,为等边三角形,平面平面,,,。
(Ⅰ)设,分别为,的中点,求证:平面;
(Ⅱ)求证:平面;
(Ⅲ)求直线与平面所成角的正弦值。
(Ⅰ)连接,
因为底面为平行四边形,为的中点,
所以为的中点。
又因为为的中点,
所以在中,。
因为平面,平面,
所以平面。
(Ⅱ)过点作垂直于并交于点。
因为平面平面,平面平面,
,所以平面。
因为平面,所以。
因为平面,且,
平面,
(Ⅲ)由(Ⅱ)得平面,
连接,
所以直线与平面所成角的正弦值即为。
因为为等边三角形,
所以。
因为,
所以,
即直线与平面所成角的正弦值为。
本题主要考查直线与平面平行的判定定理与性质、直线与平面垂直的判定定理与性质、平面与平面垂直的判定定理与性质以及直线与平面所成角的求法。
(Ⅰ)连接,因为为的中点,为的中点,所以,从而得到平面。
(Ⅱ)过点作垂直于交于点,根据平面平面,,可得平面。因为平面,,平面,可证平面。
(Ⅲ)由(Ⅱ)得平面,连接,将问题转化为求。因为为等边三角形,可得,因为,可得。