题目内容
【题目】在直三棱柱中,,,D为线段AC的中点.
(1)求证::
(2)求直线与平面所成角的余弦值;
(3)求二面角的余弦值.
【答案】(1)见解析;(2);(3)
【解析】
(1)由直三棱柱的定义可得,再根据等腰三角形性质可得,再由线面垂直的判定可得平面,即可证明.
(2)取线段的中点为,分别取作为轴,轴,轴,建立空间直角坐标系,写出各个点的坐标,利用向量数量积运算求得平面BC1D的法向量,即可由线面夹角的求法求得直线与平面所成角的余弦值.
(3)由平面BC1D的法向量和平面的法向量,即可利用法向量法求得二面角的余弦值.
(1)证明:由直三棱柱,可得底面,
∴.
∵,D为线段的中点.
∴,又,
∴平面,
∴.
(2)取线段的中点为,分别取作为轴,轴,轴,建立空间直角坐标系,如下图所示:
,
,,,
设平面BC1D的法向量为,
则,代入可得,令可得
即.
∴直线与平面所成角的余弦值
||.
(3),,.
设平面的法向量为,
则,代入可得,令,解得
即.
∴.
由图可知,二面角为锐二面角
∴二面角的余弦值为.
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