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在正方形中, 的中点为点, 的中点为点,沿将向上折起得到,使得面面,此时点位于点...

在正方形中, 的中点为点 的中点为点,沿向上折起得到,使得面,此时点位于点处.

(Ⅰ)证明:

(Ⅱ)求面与面所成二面角的正弦值.

 

(Ⅰ)(Ⅱ) 【解析】试题分析:(Ⅰ)利用折叠前后的不变量得到有关垂直关系,进而利用线面垂直的判定定理得到线面垂直,再利用线面垂直的性质得到线线垂直;(Ⅱ)同(Ⅰ)证明有关线面垂直和线线垂直,进而建立适当的空间直角坐标系,利用空间向量进行求解. 试题解析:(Ⅰ)证明:连接,交于点,交于点,连接, , 如图所示,在正方形中, 为中点, 为中点,所以; 由于为沿着翻折而来,从而,所以面, 而在平面内,所以. (Ⅱ)设中点为,连接,交于点,连接. 同(Ⅰ)可证,从而面面,所以;由面,可得面面,又因为面面,且面与面相交于,所以面. 设为原点,过点作轴平行于,作轴平行于, 为轴,如图所示,不妨设正方形边长为3,从而, , , , , , 又因为,所以, ,在直角中,由勾股定理可得, 所以,即,所以可以求得面的法向量为,面的法向量为,所以可以得出法向量,则所求二面角的正弦值为.  
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考点分析:
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(Ⅰ)求角的大小;

(Ⅱ)若 的面积为,求 的值.

 

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