如图,直四棱柱ABCD-A₁B₁C₁D₁的底面是菱形,AA₁=4,AB=2,∠BAD=60°,E,M,N分别是BC,BB₁,A₁D的中点. (1)证明:MN∥平面C₁DE;

10-06
摘要: 如图,直四棱柱ABCD-A₁B₁C₁D₁的底面是菱形,AA₁=4,AB=2,∠BAD=60°,E,M,N分别是BC,BB₁,A₁D的中点.

(1)证明:MN∥平面C₁DE;
(2)求二面角A-MA₁-N的正弦值.
【答案】(1)见解析;(2).
(2)设
由直四棱柱性质可知:平面
四边形为菱形    
则以为原点,可建立如下图所示的空间直角坐标系:
 
则:,D(0,-1,0)
中点,连接,则
四边形为菱形且    为等边三角形 
平面平面 
平面,即平面
平面的一个法向量,且
平面的法向量,又
,令,则    
 
二面角的正弦值为:
【点睛】
本题考查线面平行关系的证明、空间向量法求解二面角的问题.求解二面角的关键是能够利用垂直关系建立空间直角坐标系,从而通过求解法向量夹角的余弦值来得到二面角的正弦值,属于常规题型.

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