Question

已知如圖，平行四邊形中，，，，正方形所在平面與平面垂直，分別是的中點。

⑴求證：平面；
⑵求平面與平面所成的二面角的正弦值。

Answer 1

（1）詳見解析；（2）.

試題分析：（1）證明線面平行，一般可考慮線面平行的判定定理，構造面外線平行于面內(nèi)線，其手段一般是構造平行四邊形，或構造三角形中位線(特別是有中點時)，由此本題即要證明的中點也是的中點，于是只要證明四邊形是平行四邊形，此較為容易；（2）求二面角一般分為三個步驟：作出二面角的平面角，證明此角是二面角的平面角，利用解三角形知識求出二面角的三角函數(shù)值，也可建立空間直角坐標系，求出兩平面的法向量的夾角，根進一步判斷二面角的大小.
試題解析：⑴證明;，,且,
四邊形是平行四邊形，為的中點，又是的中點
,平面平面,
平面                       4分
⑵（解法1）過點作于，易知為中點，連結.
易知，平面，,
是平面與平面所成的二面角的平面角.      8分
,
,
即平面與平面所成的二面角的正弦值為.          12分
（解法2）以點為坐標原點，所在的直線分別為軸，軸，軸建立空間直角坐標系，則,    6分
,
設平面的法向量由，得，
令，又平面的法向量為,      9分
設平面與平面所成的二面角為，則，

即平面與平面所成的二面角的正弦值為.          12分