题目内容

.(本小题满分14分)

如图7,在直三棱柱中,分别是的中点,的中点.

(1)求证:;(2)求三棱锥的体积;(3)求二面角的余弦值.

 

 

【答案】

 

解:(1)证明:

证法一:在直三棱柱中,平面,平面

 

分别是的中点,

 

……1分

中,

易证

中,

同理可得

为等边三角形, ……2分

的中点, ……3分

……4分

……5分

证法二:以为原点,分别为轴、轴、轴的正方向,的长度为单位长度建立空间直角坐标系. ……1分

由题设知点的坐标分别为.

,,……2分

=0

,……3分

……4分

……5分

(2)解法一:取的中点,连

平面……6分

……7分

……8分

……9分

解法二:取的中点,连

……6分

三棱锥的体积为

……7分

……8分

=……9分

解法三:易知是全等的边长为的等边三角形

等腰三角形的底边上的高为

三角形的面积为……6分

由(1)知

三棱锥的体积为

……7分

……8分

……9分

(3)解法一:由

(2)解法一、二易知平面,过F作于H,连接HE

的中点,

平面HEF,平面HEF

平面,平面

即是所求二面角的平面角. ……11分

中,

……13分

二面角的余弦值是.……14分

解法二: 以为原点,分别为轴、轴、轴的正方向,的长度为单位长度建立空间直角坐标系. ……10分

由题设知点的坐标分别为.

,,……11分

设平面的法向量为

,取,得.……12分

DA

……13分

结合图象知二面角的余弦值是.……14分

 

【解析】略

 

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