Question

【題目】如圖，四棱錐中，底面是平行四邊形，在平面上的射影為，且在上，且， ，是的中點(diǎn)，四面體的體積為．

(Ⅰ)求異面直線與所成的角余弦值；

(Ⅱ)求點(diǎn)到平面的距離；

(Ⅲ)若點(diǎn)是棱上一點(diǎn)，且，求的值．

Answer 1

【答案】(Ⅰ) (Ⅱ) (Ⅲ)

【解析】

(Ⅰ)先利用等體積法求出的長(zhǎng)，在平面內(nèi)， 過點(diǎn)作交于，連接，則(或其補(bǔ)角)就是異面直線與所成的角，在中利用余弦定理求出此角即可；(Ⅱ)在平面內(nèi)，過作，交延長(zhǎng)線于，則平面推得的長(zhǎng)就是點(diǎn)到平面的距離，在利用邊角關(guān)系求出長(zhǎng)； (Ⅲ)在平面內(nèi)，過作，為垂足，連接，先證明，然后利用三角形相似對(duì)應(yīng)邊成比例建立等量關(guān)系即可．

(I)由已知，

∴．

在平面內(nèi)，過點(diǎn)作交于，連接，則(或其補(bǔ)角)就是異面直線與所成的角.

在中，，

由余弦定理得， ，

∴異面直線與所成的角的余弦值為．

(II)∵平面，平面∴平面平面，

在平面內(nèi)，過作，交延長(zhǎng)線于，則平面∴的長(zhǎng)就是點(diǎn)到平面的距離．

∵．

在，，∴點(diǎn)到平面的距離為．

(III)在平面內(nèi)，過作，為垂足，連接，

又因?yàn)?/span>，

∴平面，平面,∴．

由平面平面，∴平面∴；

由得： ．

∵，∴由可得．