题目内容
【题目】如图所示,圆的直径,为圆周上一点,,平面垂直圆所在平面,直线与圆所在平面所成角为,.
(1)证明:平面.
(2)求二面角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析(2)
【解析】
(1)先证明平面,得出,又,则平面;
(2)建立空间直角坐标系,求出平面的法向量和平面的法向量,通过计算法向量所成角的余弦值求出二面角的余弦值.
(1)∵是圆的直径,为圆周上一点,
∴,又平面平面,平面平面,
∴平面,∴,
又,,平面,平面,
∴平面;
(2)过作于,则平面,
过作交于,
∴为直线与平面所成的角,则,
由题意可得,,
∵,,∴,
∴,,
∴,,,
以为原点,、、分别为轴、轴、轴建立空间直角坐标系,
则,,,,
从而,,
设平面的法向量,则得,
令,从而,而平面的法向量为,
故,
由图可知,二面角的平面角为锐角,
∴二面角的余弦值为.
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