如图,在三棱柱中,平面,,,,点,分别在棱和棱上,且,,为棱的中点。
(1)求证:。
(2)求二面角的正弦值。
(3)求直线与平面所成角的正弦值。
因为平面,,
所以以点为原点,、、分别为轴正方向、轴正方向、轴正方向,建立空间直角坐标系。
由题意可得:,,,,,,。
(1)因为为棱的中点,
所以。
又因为,
所以,
(2)由题意可知,平面的一个法向量为。
因为,,
设平面的法向量为,
则,即,
令,则,,
因为,
所以二面角的正弦值为。
(3)由(2)可知,平面的一个法向量为。
所以直线与平面所成角的正弦值为:
。
本题主要考查空间向量的应用。
(1)以点为原点,、、分别为轴正方向、轴正方向、轴正方向,建立空间直角坐标系,可得,,则,即可证明。
(2)由题意可知,平面的一个法向量为。设平面的法向量为,则,得到,求出,即可得到二面角的正弦值为。
(3)由(2)可知,平面的一个法向量为,所以直线与平面所成角的正弦值为,代入即可求解。