题目内容
【题目】已知是圆锥的高,是圆锥底面的直径,是底面圆周上一点,是的中点,平面和平面将圆锥截去部分后的几何体如图所示.
(1)求证:平面平面;
(2)若,,求二面角的余弦值.
【答案】(1)见解析;(2)
【解析】
(1)连结,易证,,从而可证明平面,进而可证明平面平面;
(2)先证明,,两两垂直,进而建立如图所示的空间直角坐标系,利用法向量的方法求得二面角的余弦值即可.
(1)连结,则,
又因为是的中点,所以.
因为是圆锥的高,所以平面,
平面,所以,
又,
所以平面,
又平面,
所以平面平面.
(2)由已知可得,
所以为正三角形,.
又因为,所以,所以.
于是分别以,,为轴,轴,轴建立如图所示空间直角坐标系,
则,,,,.
则,,.
设平面的法向量为,
由得:.
令,得,,
即.
设平面的法向量为,
由得:,
令,得,,即.
设二面角的大小为,由图可知,,则.
故所求二面角的余弦值为.
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