题目内容

【题目】已知四棱锥的底面是直角梯形,的中点,.

(1)证明:平面平面

(2)若与平面所成的角为,求二面角的余弦值.

【答案】(1)见解析;(2)

【解析】分析:(1)在直角梯形中,由已知得是等边三角形,这样结合可得,再有,因此有平面,从而可证面面垂直;

(2)只要作于点,则可得平面,从而得中点,,计算得,以为坐标轴建立空间直角坐标系,写出各点坐标,求出平面和平面的法向量,由法向量的夹角的余弦值得二面角的余弦值.

详解:(1)证明:由是直角梯形,

可得

从而是等边三角形,平分

的中点,,∴

又∵,∴平面

平面,∴平面平面

(2)法一:作,连,

∵平面平面,平面平面

与平面平面

与平面所成的角,

又∵,∴中点,

轴建立空间直角坐标系,

设平面的一个法向量

又平面的一个法向量为

设二面角,则

所求二面角的余弦值是.

解法二:作于点,连

∵平面平面,平面平面

平面

与平面所成的角,

又∵,∴中点,

于点,连,则平面,则

为所求二面角的平面角

,得,∴,∴.

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