解:(Ⅰ) 连结与交于, 则为的中点,为的中点,为的中位线,//. 又平面,平面//平面………………4分 (Ⅱ)(解法1)过作于,由正三棱柱的性质可知, 平面,连结,在正中, 在直角三角形中, 由三垂线定理的逆定理可得.则为二面角的平面角, 又得, , ∴.故所求二面角的大小为.………………8分 解法(2)(向量法)
建立如图所示空间直角坐标系,则
。 设是平面的一个法向量,则可得 ,所以即取 可得 又平面的一个法向量设则 又知二面角是锐角,所以二面角 的大小是……………………………………………………………………8分 (Ⅲ)设求点到平面的距离;因,所以,故,而………………10分 由……………12分 |