题目内容
【题目】如图,已知四边形和
均为平行四边形,点
在平面
内的射影恰好为点
,以
为直径的圆经过点
,
,
的中点为
,
的中点为
,且
.
(Ⅰ)求证:平面平面
;
(Ⅱ)求二面角的余弦值.
【答案】(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ).
【解析】
试题分析: (Ⅰ)推导出平面
,从而平面
平面
,从而
,再求出
,从而
平面
,由此能证明平面
平面
.(Ⅱ)以
为原点,
为
轴,
为
轴,
为
轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出二面角
的余弦值.
试题解析:
(Ⅰ)∵点在平面
内的射影恰好为点
,∴
平面
,
又平面
,∴平面
平面
.
又以为直径的圆经过点
,
,
,∴
为正方形.
又平面平面
,∴
平面
.
∵平面
,
,
又,∴
,
又的中点为
,∴
,
∵,∴
,
又平面
,
平面
,
,∴
平面
.
又平面
,∴平面
平面
.
(Ⅱ)如图,建立以为原点,
的方向为
轴的正方向,
的方向为
轴的正方向,
的方向为
轴的正方向的空间直角坐标系,
设,则
,
,
,
.
∵的中点为
,∴
,
故,
,
设平面的法向量为
,则
∴
令,则
.
易知平面的一个法向量为
,
设二面角为
,
∴,
容易看出二面角为锐角,故二面角
的余弦值为
.
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