题目内容
【题目】【2017四川宜宾二诊】如甲图所示,在矩形中, , , 是的中点,将沿折起到位置,使平面平面,得到乙图所示的四棱锥.
(Ⅰ)求证: 平面;
(Ⅱ)求二面角的余弦值.
【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ) .
【解析】试题分析:(Ⅰ)取中点,连,证得,又平面平面,证得平面,证明再利用线面的判定定理,即可证得平面
(Ⅱ)由题意,取中点,以为坐标原点,分别以, 为轴正方向建立空间直角坐标系,由(Ⅰ)知: 是平面的法向量,设平面的法向量为,利用空间向量的夹角公式,即可求解结论.
试题解析:
(Ⅰ)如下图,取中点,连,在中, , ,又平面平面, 平面, 平面, ,即.在中,易得, , ,
,又,
平面
(Ⅱ)由题意,取中点,以为坐标原点,分别以, 为轴正方向建立间直角坐标系如图所示,则,由(Ⅰ)知: 是平面的法向量,设平面的法向量为,则
,令,则, ,
,设二面角的平面角为,
则 ,
由图可知,二面角的平面角为钝角,
,即:二面角的余弦值为
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