题目内容
【题目】如图,在四棱锥中,底面是平行四边形,,侧面底面,,.
(Ⅰ)求证:平面面;
(Ⅱ)过的平面交于点,若平面把四面体分成体积相等的两部分,求二面角的余弦值.
【答案】(I)详见解析;(II).
【解析】
(Ⅰ)由题意得到面,从而.又由题意证得四边形为菱形,故得,于是平面.根据面面垂直的判定定理可得结论成立.(Ⅱ)由题意得为中点,建立空间直角坐标系,求出平面和平面的法向量,根据两向量夹角的余弦值可得二面角的余弦值.
(Ⅰ)证明:因为,则,
又侧面底面,平面平面,平面,
所以面.
因为平面,则.
又因为,四边形为平行四边形,
则,又
则为等边三角形,则四边形为菱形,
所以.
又,
所以平面.
又面,
所以平面平面.
(Ⅱ)由平面把四面体分成体积相等的两部分,则为中点.
由(Ⅰ)知面,且四边形为菱形、.以A为原点建立如图所示的空间直角坐标系,
则,.
设平面的法向量为,
由,得,
令,可得.
同理,平面的法向量.
所以.
由图形得二面角为钝角,
所以二面角的余弦值为.
练习册系列答案
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组号 | 分组 | 回答正确 | 回答正确的人数 |
第1组 | 5 | 0.5 | |
第2组 | 0.9 | ||
第3组 | 27 | ||
第4组 | 0.36 | ||
第5组 | 3 |
(Ⅰ) 分别求出的值;
(Ⅱ) 从第2,3,4组回答正确的人中用分层抽样的方法抽取6人,则第2,3,4组每组应各抽取多少人?
(Ⅲ) 在(Ⅱ)的前提下,电视台决定在所抽取的6人中随机抽取2人颁发幸运奖,求:所抽取的人中第2组至少有1人获得幸运奖的概率.