Question

如圖，在正四棱錐S-ABCD中，AB=，SA=10，M、N、O分別是SA、SB、BD的中點．
（1）設P是OC的中點，證明：PN∥平面BMD；
（2）求直線SO與平面BMD所成角的大�。�
（3）在△ABC內(nèi)是否存在一點G，使NG⊥平面BMD，若存在，求線段NG的長度；若不存在，說明理由．

Answer 1

【答案】分析：（1）建立空間坐標系，根據(jù)題意求出平面BMD的法向量，因為，進而得到線面平行．
（2）由（1）可得平面BMD的法向量，再求出直線OS所在的向量，利用向量之間的運算求出兩個向量的夾角，再轉化為線面角．
（3）若存在點G，設G點坐標為（x₁，y₁，0），結合題意可得：，即可求出點G的坐標，再檢驗點G的坐標滿足題意，進而求出NG的長度．
解答：解：（1）以點O為原點，分別為OB、OC、OS所在直線為x軸、y軸、z軸建立空間直角坐標系O-xyz，

又因為，
所以，
又∵直線PN不在平面BMD內(nèi)
∴PN∥平面BMD．   …（4分）
（2）設直線SO與平面BMD所成角為θ，
所以sinθ=，
∵．…（8分）
（3）若存在點G，設G點坐標為（x₁，y₁，0），

所以點G坐標為…（10分）
在平面直角坐標系xoy中，△ABC的內(nèi)部區(qū)域可表示不等式組：，
經(jīng)檢驗點G的坐標滿足上述不等式組．

故在△ABC內(nèi)存在一點G，使NG⊥平面BMD，且NG=…（12分）
點評：本題考查的知識點是直線與平面所成的角，直線與平面平行的判定以及直線與平面垂直的判定，夾角此類問題的關鍵是熟練掌握直線與平面夾角的定義，及空間線線、線面垂直關系之間的互相轉化，或者建立空間直角坐標系利用空間向量的有關知識解決問題．