.在四棱锥
的底面是菱形,
底面
,
,
分别是
的中点,
.

(Ⅰ)求证:
;
(Ⅱ)求直线
与平面
所成角的正弦值;
(III)在
边上是否存在点
,使
与
所成角的余弦值为
,若存在,确定点
的位置;若不存在,说明理由.
.在四棱锥
的底面是菱形,
底面
,
,
分别是
的中点,
.

(Ⅰ)求证:
;
(Ⅱ)求直线
与平面
所成角的正弦值;
(III)在
边上是否存在点
,使
与
所成角的余弦值为
,若存在,确定点
的位置;若不存在,说明理由.
【详解】(Ⅰ)由菱形的性质可得:
,结合三角形中位线的性质可知:
,故
,
底面
,
底面
,故
,
且
,故
平面
,
平面
,![]()
(Ⅱ)由题意结合菱形的性质易知
,
,
,
以点O为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系
,

则:
,
设平面
的一个法向量为
,
则:
,
据此可得平面
的一个法向量为
,
而
,
设直线
与平面
所成角为
,
则
.
(Ⅲ)由题意可得:
,假设满足题意的点
存在,
设
,
,
据此可得:
,即:
,
从而点F的坐标为
,
据此可得:
,
,
结合题意有:
,解得:
.
故点F为
中点时满足题意.