题目内容
【题目】如图,已知四边形和均为平行四边形,点在平面内的射影恰好为点,以为直径的圆经过点,,的中点为,的中点为,且.
(Ⅰ)求证:平面平面;
(Ⅱ)求二面角的余弦值.
【答案】(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ).
【解析】
试题分析: (Ⅰ)推导出平面,从而平面平面,从而,再求出,从而平面 ,由此能证明平面平面.(Ⅱ)以为原点,为轴,为轴,为轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出二面角的余弦值.
试题解析:
(Ⅰ)∵点在平面内的射影恰好为点,∴平面,
又平面,∴平面平面.
又以为直径的圆经过点,,,∴为正方形.
又平面平面,∴平面.
∵平面,,
又,∴,
又的中点为,∴,
∵,∴,
又平面,平面,,∴平面.
又平面,∴平面平面.
(Ⅱ)如图,建立以为原点,的方向为轴的正方向,的方向为轴的正方向,的方向为轴的正方向的空间直角坐标系,
设,则,,,.
∵的中点为,∴,
故,,
设平面的法向量为,则∴
令,则.
易知平面的一个法向量为,
设二面角为,
∴,
容易看出二面角为锐角,故二面角的余弦值为.
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