题目内容
【题目】如图,在梯形
中,
,
,
,
是
的中点,将
沿
折起得到图(二),点
为棱
上的动点.
![]()
(1)求证:平面
平面
;
(2)若
,二面角
为
,点
为
中点,求二面角
余弦值的平方.
【答案】(1)见证明;(2)![]()
【解析】
(1)根据
,证得
平面
,从而证得平面
平面
.(2)以
,
,
所在直线为
,
,
轴,建立空间直角坐标系
,通过计算
和
的法向量,计算出二面角余弦值的平方.
证明:(1)在图(一)梯形
中,
∵
是
的中点,
,
,
∴
,
.
∴四边形
为平行四边形.
又∵
,∴
,
在图(二)中,∵
,
,
平面
,
平面
,
∴
平面
,
又∵
平面
,∴平面
平面
.
解:(2)由
及条件关系,得
,
由(1)的证明可知
,
,
∴
为二面角
的平面角,
∴
,
由(1)的证明易知平面
平面
,且交线为
,
∴在平面
内过点
作直线
垂直于
,
则
平面
,
∴
,
,
两两相互垂直,
∴分别以
,
,
所在直线为
,
,
轴,建立空间直角坐标系
,
![]()
则
,
,
,
,
∵
为
中点,
∴
,
,
.
设平面
的一个法向量
,
则
,
即
,
令
,则
,
,
∴
,
而平面
的一个法向量
,
∴
,
∴
.
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