题目内容
(本小题满分12分)
如右图,四边形
是圆柱
的轴截面,点
在圆柱
的底面圆周上,
是
的中点,圆柱
的底面圆的半径
,侧面积为
,
.
(Ⅰ)求证:
;
(Ⅱ)求二面角
的平面角的余弦值.
如右图,四边形










(Ⅰ)求证:

(Ⅱ)求二面角


解:(1)(解法一):由题意可知
,解得
,
在
中,
, ∴
,
又 ∵
是
的中点,∴
.① ∵
为圆
的直径,∴
.
由已知知
,∴
,∴
.
∴
. ②∴ 由①②可知:
,∴
.
(2) 由(1)知:
, ∴
,
,
∴
是二面角
的平面角 .
,
,
.

∴
.
.
(解法二):建立如图所示的直角坐标系,
由题意可知
.解得
.
则
,
,
,
, ∵
是
的中点,∴ 可求得
.
(1)
,
,∴
. ∵
,∴
.
(2)由(1)知,
,
,
,
.
∵
,
∴
是平面
的法向量.
设
是平面
的法向量,由
,
,解得
. 所以二面角
的平面角的余弦值
.


在



又 ∵






由已知知



∴



(2) 由(1)知:



∴






∴


(解法二):建立如图所示的直角坐标系,
由题意可知


则







(1)





(2)由(1)知,




∵




设








略

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