题目内容
(本小题满分12分)
在四棱锥中,底面是一直角梯形,,,底面.
(1)在上是否存在一点,使得平面,若存在,求出的值;
若不存在,试说明理由;
(2)在(1)的条件下,若与所成的角为,求二面角的余弦值.
在四棱锥中,底面是一直角梯形,,,底面.
(1)在上是否存在一点,使得平面,若存在,求出的值;
若不存在,试说明理由;
(2)在(1)的条件下,若与所成的角为,求二面角的余弦值.
(1),理由见解析。
(2)
(2)
(1)方法一:存在点使平面,…………………………1分
连接交于,连接,,所以,所以…4分
又平面,不在平面内,所以平面…………………………5分
方法二:建立如图所示的空间直角坐标系,,,,,…1分
设,则,假设存在点使平面,………2分
设平面的一个法向量为,,
,,所以,……4分所以……5分
(2),,因为与所成的角为
所以,则……………7分
由(1)知平面的一个法向量为…………………………8分
因为,,所以
所以,所以,又底面,则平面,
所以是平面的一个法向量…………………………10分
所以,所以二面角的余弦值为…………12分
连接交于,连接,,所以,所以…4分
又平面,不在平面内,所以平面…………………………5分
方法二:建立如图所示的空间直角坐标系,,,,,…1分
设,则,假设存在点使平面,………2分
设平面的一个法向量为,,
,,所以,……4分所以……5分
(2),,因为与所成的角为
所以,则……………7分
由(1)知平面的一个法向量为…………………………8分
因为,,所以
所以,所以,又底面,则平面,
所以是平面的一个法向量…………………………10分
所以,所以二面角的余弦值为…………12分
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