题目内容

【题目】如图,四棱锥中,底面为菱形,,点的中点.

(1)证明:

(2)若点为线段的中点,平面平面,求二面角的余弦值.

【答案】(1)证明见解析;(2).

【解析】分析:(1)由正三角形的性质可得由等腰三角形的性质可得由线面垂直的判定定理可得平面,从而可得结论;(2)由(1)知结合面面垂直的性质可得,平面,以为坐标原点,分别以所在直线为轴,建立空间直角坐标系,求出平面的一个法向量取平面的一个法向量利用空间向量夹角余弦公式可得结果.

详解(1)连接

因为,所以为正三角形,又点的中点,所以.

又因为的中点,所以.

,所以平面,又平面,所以.

(2)由(1)知.又平面平面,交线为,所以平面

为坐标原点,分别以所在直线为轴,建立如图所示的空间直角坐标系,

设平面的一个法向量为

可得

由(1)知平面,则取平面的一个法向量

,故二面角的余弦值为.

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