如圖，在長方體中，，且．

（I）求證：對任意，總有；
（II）若，求二面角的余弦值；
（III）是否存在，使得在平面上的射影平分？若存在, 求出的值, 若不存在，說明理由．

（I）見解析（II）（III）存在

解析試題分析：（I）以為坐標(biāo)原點(diǎn)，分別以所在直線為軸，軸，軸，建立空間直角坐標(biāo)系，設(shè)，則，
，從而，
，即．　　                                           ……4分
（II）由（Ｉ）及得，，
設(shè)平面的法向量為，則，
從而可取平面的法向量為，
又取平面的法向量為，且設(shè)二面角為，
所以　　　　　                                            ……8分
（III） 假設(shè)存在實(shí)數(shù)滿足條件，由題結(jié)合圖形，只需滿足分別與所成的角相等，
即，即，
解得 ．
所以存在滿足題意得實(shí)數(shù)，
使得在平面上的射影平分.                                    ……12分
考點(diǎn)：本小題主要考查長方體中的線線垂直的證明、二面角的求法及綜合應(yīng)用問題，考查學(xué)生的空間想象能力和利用空間向量解決立體幾何問題的能力，考查學(xué)生的空間想象能力和運(yùn)算求解能力以及分析問題解決問題的能力.
點(diǎn)評：立體幾何問題可以轉(zhuǎn)化為用空間向量來解決，可以省去作二面角、線面角等步驟之間求解，但是求解時一定要注意運(yùn)算的準(zhǔn)確性.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中數(shù)學(xué) 來源： 題型：解答題

在正三棱柱ABC-A1B1C1中，若BB1=1，AB=，求AB1與C1B所成角的大小。

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科目：高中數(shù)學(xué) 來源： 題型：解答題

（本題滿分12分）如圖，在四棱錐中，底面為平行四邊形，，，為中點(diǎn)，平面， ,
為中點(diǎn)．

（1）證明：//平面；
（2）證明：平面；
（3）求直線與平面所成角的正切值．

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科目：高中數(shù)學(xué) 來源： 題型：解答題

（本題滿分12分）如圖，在底面為直角梯形的四棱錐中，平面，，，．

（Ⅰ）求證：；
（Ⅱ）求直線與平面所成的角；
（Ⅲ）設(shè)點(diǎn)在棱上，  ,若∥平面，求的值.

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科目：高中數(shù)學(xué) 來源： 題型：解答題

（本小題滿分12分）一個多面體的直觀圖和三視圖如圖所示，其中、分別是、的中點(diǎn).
（1）求證：平面
（2）在線段上（含、端點(diǎn)）確定一點(diǎn)，使得平面，并給出證明；
（3）一只小飛蟲在幾何體內(nèi)自由飛，求它飛入幾何體內(nèi)的概率.

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科目：高中數(shù)學(xué) 來源： 題型：解答題

（本小題滿分12分）如圖，三棱柱的各棱長均為2，側(cè)面底面，側(cè)棱與底面所成的角為．
(1) 求直線與底面所成的角；
(2) 在線段上是否存在點(diǎn)，使得平面平面？若存在，求出的長；若不存在，請說明理由。

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科目：高中數(shù)學(xué) 來源： 題型：解答題

已知梯形ABCD中，AD∥BC，∠ABC ="∠BAD" =，AB=BC=2AD=4，
E、F分別是AB、CD上的點(diǎn)，且EF∥BC.設(shè)AE =，G是BC的中點(diǎn)．
沿EF將梯形ABCD翻折，使平面AEFD⊥平面EBCF （如圖）．

（1）當(dāng)=2時，求證：BD⊥EG ；
（2）若以F、B、C、D為頂點(diǎn)的三棱錐的體積記為，求的最大值；
（3）當(dāng)取得最大值時，求二面角D-BF-E的余弦值．

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科目：高中數(shù)學(xué) 來源： 題型：解答題

（12分）如圖,等邊與直角梯形垂直,,,
,.若分別為的中點(diǎn).

（1）求的值； （2）求面與面所成的二面角大小.

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科目：高中數(shù)學(xué) 來源： 題型：解答題

（本小題滿分14分）如圖所示，在四棱錐中，平面，，
，，是的中點(diǎn).
（1）證明：平面；
（2）若，，，求二面角的正切值.

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