Question

（本小題滿分13分）如圖甲，直角梯形中，，，點、分別在，上，且，，，，現將梯形沿折起，使平面與平面垂直（如圖乙）.

（Ⅰ）求證：平面；

（Ⅱ）當的長為何值時，

二面角的大小為？

Answer 1

(Ⅰ) 見解析   (Ⅱ)

解析:

法一：（Ⅰ）MB//NC，MB平面DNC，NC平面DNC，

MB//平面DNC.

同理MA//平面DNC，又MAMB=M, 且MA,MB平面MAB.

.  (6分)

（Ⅱ）過N作NH交BC延長線于H，連HN，

平面AMND平面MNCB，DNMN,

DN平面MBCN，從而,

為二面角D-BC-N的平面角.                                      (9分)

由MB=4，BC=2，知，

.                            (10分)

由條件知：                  （13分）

解法二：如圖，以點N為坐標原點，以NM，NC，ND所在直線分別作為軸，軸和軸，建立空間直角坐標系易得NC=3，MN=，

設，則.

（I）.

，

∵，

∴與平面共面，又，.     (6分)

（II）設平面DBC的法向量，

則，令，則， 

∴.  （8分）又平面NBC的法向量.   （9分）

即：    又即     （13分）