题目内容
【题目】在三棱柱中,,侧面底面,D是棱的中点.
(1)求证:平面平面;
(2)若,求二面角的余弦值.
【答案】(1)详见解析;(2).
【解析】
(1)取的中点,连接与交于点,连接,根据题意可证四边形是平行四边形,即.根据侧面底面,可得平面,根据面面垂直的判定定理,即可得证。
(2)分别以分别为轴正方向建系,求出各点坐标及平面和平面的法向量,利用面面角的公式求解即可。
解:(1)取的中点,连接与交于点,连接.
则为的中点,
因为三棱柱,
所以,且,
所以四边形是平行四边形.
又是棱的中点,所以.
因为侧面底面,且,
所以平面
所以平面
又平面,
所以平面平面
(2)连接,因为,所以是等边三角形,故底面。
设,可得,
分别以分别为轴正方向建立空间直角坐标系,
则
设平面的一个法向量为
则
所以,取
所以
又平面的一个法向量为
故
因为二面角为钝角,所以其余弦值为.
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