题目内容
【题目】在四棱锥中, , , 和都是边长为2的等边三角形,设在底面的射影为.
(1)证明: ;
(2)求二面角的余弦值.
【答案】(1)见解析(2)
【解析】试题分析:(1)先由线面垂直性质定理得,再根据平几知识得,最后根据线面垂直判定定理得,即得(2)先根据条件建立空间直角坐标系,设立各点坐标,根据方程组求各面法向量,再利用向量数量积求两法向量夹角,最后根据二面角与法向量夹角之间关系求二面角
试题解析:(1)证明:∵和都是边长为2的等边三角形,
∴所以 为中点,∵∴,由可得四边形为平行四边形, ∥∴又∵又∴, ∴
(2)以点为原点,以所在射线分别为轴 ,轴,轴建系如图,
∵,则,,,,
,可求,,,,,
设面的法向量为,则
,,得,,
取,得,,
故.
设面的法向量为,则
,,得,,
取,则,故,
于是,
由图观察知为钝二面角,
所以该二面角的余弦值为.
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