题目内容
【题目】如图,菱形与等边所在平面互相垂直,,,分别是线段,的中点.
(Ⅰ)求证:平面;
(Ⅱ)求二面角的余弦值.
【答案】(Ⅰ)证明见详解;(Ⅱ).
【解析】
(Ⅰ)如图,取线段的中点,连接,根据题意证明四边形为平行四边形,然后根据线面平行的判定定理进行判定即可;
(Ⅱ)如图,在等边中,取线段中点,连接,以所在直线为轴,过点作的平行线为轴,所在直线为轴建立如图坐标系.然后分别找到平面和平面的一个法向量,根据法向量求二面角的余弦值即可.
(Ⅰ)如图,取线段的中点,连接,是线段的中点,
则且.
在菱形中为线段中点,则且,
则且,故四边形为平行四边形,
所以.
又因为平面,平面,所以平面.
(Ⅱ)如图,在等边中,取线段中点,连接,则,
因为平面平面,且平面平面,
所以平面,
以所在直线为轴,过点作的平行线为轴,所在直线为轴建立如图坐标系.
设,则,,,
所以,,
设平面的法向量为,则,
令,得平面的一个法向量为,
由题知平面的一个法向量为,
,
所以二面的余弦值为.
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