题目内容

【题目】如图,已知四棱锥的底面是平行四边形, ,平面底面,直线与底面所成的角为

(1)证明:平面平面

(2)求二面角的余弦值.

【答案】(1)见解析;(2).

【解析】试题分析:(1)先结合勾股定理证明,然后利用面面垂直的性质定理得到再结合条件利用勾股定理证得,利用线面垂直的判定定理得到平面,进而证得平面 平面

(2), 分别以所在直线为轴、轴、轴建立如图所示的空间直角坐标系,由坐标,利用向量法进行求解.

试题解析:

(1)证明:因为 ,所以,则

又因为平面底面,平面平面,所以平面. 

平面,所以.

于是即为与底面所成的角,即

因为,所以

,得,解得

从而,于是

因为,所以平面. 

平面,所以平面 平面.

(2)由(1)知两两垂直,分别以所在直线为轴、轴、轴建立如图所示的空间直角坐标系.

因为

所以

设平面的一个法向量为,则解得

,则

设平面的一个法向量为,则解得

,则

令二面角,显然为钝角,则

所以二面角的余弦值为

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