题目内容
【题目】如图,在平面四边形中,等边三角形,,以为折痕将折起,使得平面平面.
(1)设为的中点,求证:平面;
(2)若与平面所成角的正切值为,求二面角的余弦值.
【答案】(1)见证明;(2)
【解析】
(1)推导出平面,从而,再求出,由此能证明平面.
(2)由平面,知即为与平面所成角,从而在直角中,,以为坐标原点,分别以,所在的方向作为轴、轴的正方向,建立空间直角坐标系.利用向量法能求出二面角的余弦值.
证明:(1)因为平面平面,
平面平面,平面,,
所以平面.
又平面,所以.
在等边中,因为为的中点,所以.
因为,,,
所以平面.
(2)解:由(1)知平面,所以即为与平面所成角,
于是在直角中,.
以为坐标原点,分别以,所在的方向作为轴、轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系.
设等边的边长为,
则,,,,,
,,,.
设平面的一个法向量为,
则,即,
令,则,,于是.
设平面的一个法向量为,
则,即,
解得,令,则,于是.
所以.
由题意知二面角为锐角,所以二面角的余弦值为.
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