题目内容
【题目】如图,已知四棱锥,底面为菱形,,,平面,分别是的中点。
(1)证明:;
(2)若为上的动点,与平面所成最大角的正切值为,求二面角的余弦值。
【答案】(1)见解析;(2)
【解析】
(1)证明,利用平面即可证得,问题得证。
(2)过点作于点,过点作于点,连接.当与垂直时,与平面所成最大角,利用该最大角的正切值为即可求得,证明就是二面角的一个平面角,解即可。
(1)因为底面为菱形,
所以为等边三角形,又为中点
所以,又
所以
因为平面,平面
所以,又
所以平面
(2)过点作于点,过点作于点,连接
当与垂直时,与平面所成最大角.
由(1)得,此时.所以就是与平面所成的角.
在中,由题意可得:,又
所以.
设,在中由等面积法得:
解得:,所以
因为平面,平面
所以平面平面,
又平面平面,,平面
所以平面,又平面
所以,又,
所以平面,
所以
所以就是二面角的一个平面角
因为为的中点,且
所以,又
所以
在中,求得:,,
由可得:,即:,解得:
所以
所以
所以二面角的余弦值为
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