三、解答题
20.(本题14分)在如图所示的几何体中,平面,平面,
,且,是的中点.
(I)求证:;
(II)求与平面所成的角的正切值.
本题主要考查空间线面关系、空间向量的概念与运算等基础知识,同时考查空间
想象能力和推理运算能力.满分14分.
方法一:
(I)证明:因为,是的中点,
所以.
又因为平面,
所以.
(II)解:连结,设,则,
在直角梯形中,
,是的中点,
所以,,,
因此.
因为平面,
所以,
因此平面,
故是直线和平面所成的角.
在中,
,,
.
方法二:
如图,以点为坐标原点,以,分别为轴和轴,过点作与平面垂直
的直线为轴,建立直角坐标系,
设,则,,.
,.
(I)证明:因为,,
所以,
故.
(II)解:设向量与平面垂直,则,,
即,.
因为,,
所以,,
即,
因为,
,
与平面所成的角是与夹角的余角,
所以.
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