题目内容

【题目】如图,已知长方形中,M为DC的中点.沿折起,使得平面平面.

1求证:

2若点是线段上的一动点,问点在何位置时,二面角的余弦值为.

【答案】1详见解析;2E为DB中点。

【解析】

试题分析:

1本问考查立体几何中的折叠问题,考查学生的读图能力及空间想象能力,由长方形ABCD中,,所以,同理可求出,这样可以根据数量关系证出,即,由于折叠到平面ADM平面ABCM,交线为AM,根据面面垂直的性质定理可知,由于,且平面ABM,所以平面ADM,又因为平面ADM,所以;本问主要考查面面垂直性质定理的应用,注意定理的使用条件,注意证明的书写格式。

2根据平面ADM平面ABCM,交线为AM,且AD=DM,可以取AM中点O,连接DO,则DOAM,根据面面垂直性质定理可知,DO平面ABCM,再取AB中点N,连接ON,则ON//BM,所以ONAM,可以以O为原点,OA,ON,OD所在直线分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系,如图,求出A,M,D,B点坐标,根据E在BD上,设,求出E点坐标,然后分别求出平面AMD和平面AME的法向量,从而将二面角的余弦值表示成两个法向量余弦值,求出的值,得到E点的位置。

试题解析:

1证明:长方形ABCD中,AB=,AD=,M为DC的中点,

AM=BM=2,BMAM.

平面ADM平面ABCM,平面ADM平面ABCM=AM,BM平面ABCM

BM平面ADM

AD平面ADM

ADBM.

2建立如图所示的直角坐标系

,则平面AMD的一个法向量

设平面AME的一个法向量 y=1,得

所以

因为,求得

所以E为BD的中点.

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