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如图,在四棱锥中,平面,底面是直角梯形,,∥,且,,为的中点.

(1)设与平面所成的角为,二面角的大小为,求证:;
(2)在线段上是否存在一点(与两点不重合),使得∥平面? 若存在,求的长;若不存在,请说明理由.
(1)详见解析;(2)存在,的长为.

试题分析:(1)直线和平面所成的角以及二面角的计算,可以考虑两种方法,其一利用传统立体几何的方法,由已知得,,又,故面,则,由平面,,故,则,然后分别在直角三角形中,求,或者可以建立空间直角坐标系,通过平面的法向量和直线的方向向量求直线和平面所成的角,利用两个半平面的法向量来求二面角的大小;(2)建立空间直角坐标系,设点,并求出半平面的法向量,利用和法向量垂直,列等式,即可求解.

试题解析:解法一:(1)证明: 又
                                       1分
又平面,,面     2分
∴               3分
,                5分
                                   6分
(2)取的中点,连交于,由与相似得,,  7分
在上取点,使,则,                     8分
在上取点使,由于平行且等于,               
故有平行且等于,                                               9分
四边形为平行四边形,所以,                             10分
而, 故有∥平面,                                   11分
所以在线段上存在一点使得∥平面,的长为.          12分

解法二:(1)同解法一;
(2)如图,以为原点,所在直线分别为轴,建立直角坐标系,则,为的中点,则     7分
假设存在符合条件的点,则共面,
故存在实数,使得         9分  
即,故有即  11分
即存在符合条件的点,的长为.            12分
练习册系列答案
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如图,在四棱锥中,,,,,点为棱的中点.

(1)证明:;
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A.=,=
B.=,=
C.=,=
D.=,=

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