题目内容
如图所示,多面体
中,
是梯形,
,
是矩形,平面
平面
,
,
.

(1)求证:
平面
;
(2)若
是棱
上一点,
平面
,求
;
(3)求二面角
的平面角的余弦值.
(1)求证:
(2)若
(3)求二面角
(1)见解析 (2)
. (3)
.
(1)易证:
,再根据平面ACFE
平面ABCD,利用面面垂直的性质定理转化为
.
(2)连接BD,交AC于O点,若
则
.从而再根据O的位置确定M的位置求出EM的长度.
(3)以C为原点,CA、CB、CF分别为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系C-xyz,然后分别求出平面BEF和平面EFD的法向量,利用向量法求二面角B-EF-D的平面角的余弦值
(1)平面
,
,从而
.又因为
面
,平面
平面
,所以
平面
.
(2)连接
,记
,在梯形
中,因为
,
,所以
,
,
,从而
.又因为
,
,所以
.连接
,由
平面
得
,因为
是矩形,所以
.
(3)以
为原点,
、
、
分别为
轴、
轴、
轴建立空间直角坐标系
,则
,
,
,
,
,
,设平面
的一个法向量为
,则有
,即
,解得
.
同理可得平面
的一个法向量为
,观察知二面角
的平面角为锐角,所以其余弦值为
.
(2)连接BD,交AC于O点,若
(3)以C为原点,CA、CB、CF分别为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系C-xyz,然后分别求出平面BEF和平面EFD的法向量,利用向量法求二面角B-EF-D的平面角的余弦值
(1)平面
(2)连接
(3)以
同理可得平面
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