题目内容
(本题满分12分)
如图,在三棱柱
中,侧面
,
均为正方形,∠
,点
是棱
的中点.

(Ⅰ)求证:
⊥平面
;
(Ⅱ)求二面角
的余弦值.
如图,在三棱柱







(Ⅰ)求证:


(Ⅱ)求二面角

(Ⅰ)证明:因为侧面
,
均为正方形,

所以
,
所以
平面
,三棱柱
是直三棱柱. ………………1分
因为
平面
,所以
, ………………2分
又因为
,
为
中点,∴
. ……………3分
因为
,
所以
平面
. ……………4分
(Ⅱ)解: 因为侧面
,
均为正方形,
,
所以
两两互相垂直,如图所示建立直角坐标系
.
设
,则
.
, ………………9分
设平面
的法向量为
,则有
,
,
,
取
,得
. ………………10分
又因为
平面
,所以平面
的法向量为
,………11分因为二面角
是钝角,
所以,二面角
的余弦值为
. ………………12分



所以

所以



因为



又因为




因为

所以


(Ⅱ)解: 因为侧面




所以


设




设平面





取


又因为






所以,二面角


略

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