【題目】在三棱柱中,側面為矩形, , , 的中點, 交于點,且平面.

(Ⅰ)證明:平面平面;

(Ⅱ)若, 的重心為,求直線與平面所成角的正弦值.

【答案】(Ⅰ) 見解析; (Ⅱ) .

【解析】試題分析:

(1)利用題意首先證明: 平面,然后利用面面垂直的判斷定理即可證明平面平面

(2)利用題中結合體的結構特征,以為坐標原點,分別以所在直線為軸,建立空間直角坐標系利用平面的法向量和直線的方向向量求得.

試題解析:

(Ⅰ) 為矩形, , , 的中點,

, ,

從而, ,

,

,從而

平面, 平面,

,

, 平面

平面,

平面平面

(Ⅱ)

如圖,以為坐標原點,

分別以所在直線為軸,

建立如圖所示的空間直角坐標系

在矩形中,由于,所以相似,

從而

,

, ,

, ,

的重心,

設平面的法向量為

,

可得 ,

,則 ,所以.

設直線與平面所成角,則

所以直線與平面所成角的正弦值為

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