如图,在四面体中,是等边三角形,平面平面,点为棱的中点,,,。
(Ⅰ)求证:;
(Ⅱ)求异面直线与所成角的余弦值;
(Ⅲ)求直线与平面所成角的正弦值。
(Ⅰ)证明:由平面平面,平面平面,,
可得平面,故。
(Ⅱ)取棱的中点,连接,,
又因为为棱的中点,故,
所以(或其补角)为异面直线与所成的角。
在中,,
故,
因为平面,
故。
在中,,故。
在等腰三角形中,,可得。
所以,异面直线与所成角的余弦值为。
(Ⅲ)连接。因为为等边三角形,为边的中点,故,,
又因为平面平面,而平面,
故平面,所以,为直线与平面所成的角。
所以,直线与平面所成角的正弦值为。
本题主要考查点、直线、平面的位置关系。
(Ⅰ)由平面平面和,得到平面,即可证明。
(Ⅱ)取的中点,因为,(或其补角)为异面直线与所成的角,即可求解。
(Ⅲ)根据平面平面和,得到为直线与平面所成的角,即可求解。