Question

如圖,在長方體,中,,點(diǎn)在棱AB上移動(dòng).

（Ⅰ）證明:;
（Ⅱ）當(dāng)為的中點(diǎn)時(shí),求點(diǎn)到面的距離;
（Ⅲ）等于何值時(shí),二面角的大小為.

Answer 1

（Ⅰ）詳見解析；（Ⅱ）；（Ⅲ）.

試題分析：（Ⅰ）建立空間坐標(biāo),分別求出的坐標(biāo),利用數(shù)量積等于零即可；（Ⅱ）當(dāng)為的中點(diǎn)時(shí),求點(diǎn)到平面的距離,只需找平面的一條過點(diǎn)的斜線段在平面的法向量上的投影即可；（Ⅲ）設(shè),因?yàn)槠矫?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824021748290481.png" style="vertical-align:middle;" />的一個(gè)法向量為,只需求出平面的法向量,然后利用二面角為,根據(jù)夾角公式,求出即可.
試題解析：以為坐標(biāo)原點(diǎn),直線分別為軸,建立空間直角坐標(biāo)系,設(shè),則,
（Ⅰ）,,故 ；
（Ⅱ）因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824021748150318.png" style="vertical-align:middle;" />為的中點(diǎn),則,從而, ,設(shè)平面的法向量為,則 也即,得,從而,所以點(diǎn)到平面的距離為 ；
（Ⅲ）設(shè)平面的法向量, 而, 由,即,得,依題意得: , ,解得 (不合,舍去),     ∴時(shí),二面角的大小為.