(Ⅰ) 2(Ⅱ)
为
的中点
(Ⅲ) 45°
本试题主要是考查了线面角和线线垂直的证明,以及二面角的平面角的求解的综合运用。
(1)先建立空间直角坐标系,然后表示平面的法向量以及直线的斜向量,利用向量的夹角公式得到线面角的求解。
(2)假设存在点使得满足题意,然后利用垂直关系解得点的坐标,进而分析得到结论。
(3)在前面的基础上,进一步得到两个半平面的法向量的求解,结合法向量的夹角公式得到二面角的平面角的大小的运算。
如图,以B为原点建立空间直角坐标系,
则
,
,
···················· 1分
(Ⅰ)直三棱柱
中,平面
的法向量
,又
,
设
,
则
·············· 3分
即直线
与底面
所成角正切值为2.·········· 4分
(Ⅱ)设
,则
,
,∴
,即
·················· 8分
Ⅲ)∵
,则
,
设平面
的法向量
,
则
,取
··········· 10分
∵
,
∴
,
又