如圖,是邊長為的正方形,平面,,,與平面所成角為.

(1)求證:平面
(2)求二面角的余弦值;
(3)設(shè)點(diǎn)是線段上一個動點(diǎn),試確定點(diǎn)的位置,使得平面,并證明你的結(jié)論.

(1) 參考解析;(2) ; (3)

解析試題分析:(1)因?yàn)橐C平面即直線與平面垂直的證明,通過證明這條直線垂直平面內(nèi)的兩條相交直線即可,依題意易得到.
(2)因?yàn)橐蠖娼?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/f8/d/ipz2p.png" style="vertical-align:middle;" />的余弦值,一般是通過建立空間坐標(biāo)系,寫出相應(yīng)的點(diǎn)的坐標(biāo),由于AC所在的向量就是平面EDB的法向量,所以關(guān)鍵是通過待定系數(shù)法求出平面EFB的法向量.再通過兩法向量的夾角得到兩平面的二面角的大小,二面角是鈍角還是銳角通過圖形來確定.
(3)因?yàn)辄c(diǎn)是線段上一個動點(diǎn),試確定點(diǎn)的位置,使得平面.通過對點(diǎn)M的假設(shè)寫出向量AM.從而由該向量垂直平面的法向量,即可得到相應(yīng)的點(diǎn)M的坐標(biāo).
試題解析:(1)證明: 因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/03/6/2xdac1.png" style="vertical-align:middle;" />平面,   所以.
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/39/3/1ui1f4.png" style="vertical-align:middle;" />是正方形,所以,又相交
從而平面.  
(2)解:因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/1f/9/xvbdj.png" style="vertical-align:middle;" />兩兩垂直,所以建立空間直角坐標(biāo)系如圖所示.因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/6f/0/iatxa4.png" style="vertical-align:middle;" />與平面所成角為, 即,
所以.由可知,.
,,,,
所以,
設(shè)平面的法向量為,則,即,
,則. 因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/b1/c/crksz1.png" style="vertical-align:middle;" />平面,所以為平面的法向量,,
所以.
因?yàn)槎娼菫殇J角,所以二面角的余弦值為
(3)解:點(diǎn)是線段上一個動點(diǎn),設(shè). 則,
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/87/f/ielxr.png" style="vertical-align:middle;" />平面,所以,
,解得.
此時,點(diǎn)坐標(biāo)為,,符合題意. 
考點(diǎn):1.線面垂直的證明.2.二面角的問題.3.直線與平面平行.4.空間想象能力.

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