题目内容
【题目】如图所示,在等腰梯形中,∥,,直角梯形所在的平面垂直于平面,且,.
(1)证明:平面平面;
(2)点在线段上,试确定点的位置,使平面与平面所成的二面角的余弦值为.
【答案】(1)证明见解析;(2)点为线段中点
【解析】
(1)推导出平面,,,从而平面,由此能证明平面平面;
(2)以为坐标原点,以,所在直线分别为轴、轴建立空间直角坐标系,利用向量法能求出点为线段中点时,平面与平面所成的二面角的余弦值.
解:(1)因为平面平面,
平面平面,
,平面,所以平面,
又平面,所以,
在△中,,,,
由余弦定理得,,
所以,所以.
又,,所以平面,
又平面,所以平面平面;
(2)以为坐标原点,以,所在直线分别为轴、轴建立如图所示的空间直角坐标系,,,,,,,
,,,,,
设,则.
设平面的一个法向量为,
则,即,取,得.
设平面的一个法向量为,
由,得,
令,得,
因为平面与平面所成的二面角的余弦值为,
所以,
整理得,
解得或(舍去),
所以点为线段中点时,平面与平面所成的二面角的余弦值为.
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