题目内容
如图,四棱锥
中,底面
是
的菱形,
侧面
是边长为2的正三角形,且与底面
垂直,
为
的中点.
(1)求证:
平面
;
(2)求二面角
的余弦值.




侧面




(1)求证:


(2)求二面角


由底面ABCD为菱形且∠ADC=60°,DC=2,DO=1,有OA⊥DC. 分别以OA、OC、OP所在直线为x、y、z轴,建立空间直角坐标系如图,
则
。
(1) 由M为PB中点,
∴

,
∴PA⊥DM,PA⊥DC. ∴PA⊥平面DMC.……………6分
(2)
,设平面BMC的法向量
,
则由
可得
由
可得
,取
。
所以可取
。由(Ⅰ)知平面CDM的法向量可取
……9分
。又易知二面角
为钝二面角.
∴二面角
的余弦值为
则

(1) 由M为PB中点,




∴PA⊥DM,PA⊥DC. ∴PA⊥平面DMC.……………6分
(2)


则由





所以可取




∴二面角


略

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