题目内容
(本题满分14分)如图:![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231559176971887.gif)
在棱长为1的正方体
—
中.
点M是棱
的中点,点
是
的中点.
(1)求证:
垂直于平面
;
(2)求平面
与平面
所成二面角的平面角(锐角)
的余弦值.
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231559176971887.gif)
在棱长为1的正方体
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155917728301.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155917744359.gif)
点M是棱
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155917759242.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155917775209.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155917790259.gif)
(1)求证:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155917822372.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155917837336.gif)
(2)求平面
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155917853423.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155917728301.gif)
的余弦值.
(1)见解析(2)![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155917993276.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155917993276.gif)
(1)证明:连结
1分
是
的中点
2分
3分
4分
是
的中点,
5分
连
,
是矩形,
过点
且为
的中点
同理可证:
6分
平面
7分
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/2014082315591849216303.jpg)
在等腰直角三角形
中,
. 12分
13分
所以… 14分
或解:(1)分别以
为
轴建立直角坐标系, 1分
则
2分
3分
4分
,即
6分
7分
(2)设点平面
的法向量为
8分
10分
解得
即
11分
又平面
的法向量为
12分
13分
,即所求的二面角的平面角的余弦值为
14分
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918071482.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918087327.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155917759242.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918118504.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918149359.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918165717.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918180508.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918196226.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155917790259.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918227493.gif)
连
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918243258.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918258356.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918274276.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155917775209.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918243258.gif)
同理可证:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918430498.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918446398.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155917837336.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/2014082315591849216303.jpg)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918508183.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918664264.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918680508.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918695839.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918711870.gif)
或解:(1)分别以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918726449.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918742353.gif)
则
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231559187581427.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231559187731197.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918789814.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918804732.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918820673.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918851654.gif)
(2)设点平面
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155917853423.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918898473.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918914432.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231559189451104.gif)
解得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918960409.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155918976453.gif)
又平面
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155917728301.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155919148438.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155919163808.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155919194431.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823155917993276.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)
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