题目内容
(本小题满分14分)
如图,直二面角中,四边形是正方形,为CE上的点,且平面.
(1)求证:平面;
(2)求二面角的余弦值.
解:(1)平面………2分
∵二面角为直二面角,且,
平面 ………4分
平面.………………6分
(2)(法一)连接与交于,连接FG,设正方形ABCD的边长为2,
,…………7分
垂直于平面,由三垂线定理逆定理得
是二面角的平面角………………9分
由(1)平面,
.
∴在中,……10分
由等面积法求得,则
∴在中,
故二面角的余弦值为.………………14分
(2)(法二)利用向量法,如图以之中点为坐标原点建立空间坐标系,………………7分
则 ……………8分
,………9分
设平面的法向量分别为,则由得,
而平面的一个法向量………………11分
………………13分
∵二面角为锐角,
故二面角的余弦值为.…………14分
(注:上述法向量都得加箭头,请自行更正)
解析
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