题目内容
(本小题满分14分)
如图,四棱锥的底面为菱形,平面,,、分别为、的中点。
(I)求证:平面;
(Ⅱ)求三棱锥的体积;
(Ⅲ)求平面与平面所成的锐二面角大小的余弦值。
【答案】
(1)略
(2)
(3)
【解析】证明:(I)连结BD,由已知得BD=2,
在正三角形BCD中,BE=EC,
,又,
………… 2分
又平面,
, …………3分
,
平面PAD。 …………4分
(Ⅱ),
且, …… 5分
…… 8分
(Ⅲ)证法一:如图建立空间直角坐标系,
则由(I)知平面的一个法向量为
,
设平面PBC的法向量为,
由
取得 …………11分
…………13分
平面PAD与平面PBC所成的锐二面角大小的余弦值为 …………14分
证法二:由(I)知平面平面,
平面平面 …………9分
又
平面又平面
平面平面 …………10分
就是平面与平面所成二面角的平面角 …………12分
在中,
…………14分
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