题目内容
【题目】如图,已知四棱锥
中,
.
![]()
(1)证明:顶点
在底面
的射影在
的平分线上;
(2)求二面角
的余弦值.
【答案】(1)见解析;(2)余弦值为
.
【解析】试题分析:(1)根据题意作出
底面
,分别作
,垂直分别为
,连接
,证明
,进而根据角平分线的定义得到结论;(2)建立坐标系,计算两个面的二面角,再由公式得到两个法向量的夹角。
解析:
(1)设点
为点
在底面
的射影,连接
,则
底面
,
分别作
,垂直分别为
,连接
,
因为
底面
,
底面
,所以
,
又
,所以
平面
平面
,
所以
,
同理
,即
,
又
,所以
,
所以
,又
,所以
,
所以
,所以
为
的平分线.
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(2)以
为原点,分别以
所在直线为
轴,建立如图所示的空间直角坐标系
,
因为
,所以
,因为
为
的平分线,
所以
,所以
,
则
,
所以
设平面
的一个法向量为
,
则
,可取
,
设平面
的一个法向量为
,
则由
,可取
,
所以
,
所以二面角
的余弦值为
.
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