综合题13.0分
理科数学

如图,在四棱柱中,侧棱,,,

,且点M和N分别为的中点.

19. 求证:

20. 求二面角的正弦值;

21. 设E为棱上的点,若直线NE和平面ABCD所成角的正弦值为,求线段的长

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

(I)见解析;

解析

如图,以为原点建立空间直角坐标系,依题意可得

,又因为分别为的中点,得.

(I)证明:依题意,可得为平面的一个法向量,

由此可得,,又因为直线平面,所以平面

考查方向

1.直线和平面平行和垂直的判定与性质;

解题思路

为原点建立空间直角坐标系(I)求出直线的方向向量与平面的法向量,两个向量的乘积等于即可;

易错点

不会建坐标系去解答。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

(II)

解析

(II),设为平面的法向量,则

,即,不妨设,可得

为平面的一个法向量,则,又,得

,不妨设,可得

因此有,于是

考查方向

二面角、直线与平面所成的角;

解题思路

(II)求出两个平面的法向量,可计算两个平面所成二面角的余弦值的大小,再求正弦值即可;

易错点

向量的坐标计算出现错误。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

(III) .

解析

(III)依题意,可设,其中,则,从而,又为平面的一个法向量,由已知得

,整理得

又因为,解得

所以线段的长为.

考查方向

空间向量的应用.

解题思路

(III) 设,代入线面角公式计算可解出的值,即可求出的长.

易错点

坐标算错。