题目内容
【题目】如图,在三棱锥中,,,且,.
(1)证明:平面平面;
(2)若点为的中点,求二面角的大小.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【解析】
(1)先利用勾股定理证明,从而证得平面,进一步证明平面,再利用面面垂直的判定定理,可证得面面垂直;
(2)由(1)有平面,,故以为坐标原点,的方向为轴正方向,的方向为轴正方向,过点且与平面垂直的方向为轴正方向,建立如图所示的空间直角坐标系,求出平面的法向量,平面的法向量,求出法向量夹角的余弦值,即可得答案.
(1)因为,,,所以.
又,所以,即.
又因为,且,平面,平面,
所以平面.
因为平面,所以.
又因为,,平面,平面,
所以平面,平面,
所以平面平面.
(2)由(1)有平面,,故以为坐标原点,的方向为轴正方向,的方向为轴正方向,过点且与平面垂直的方向为轴正方向,建立如图所示的空间直角坐标系.
则,,,,.
所以,,.
设平面的法向量为,则,即
令,则.
设平面的法向量为,则,即
令,则.
所以.
由图可知,二面角是钝角,所以二面角的大小为.
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