题目内容
(本小题共13分)
已知正方形ABCD的边长为1,
.将正方形ABCD沿对角线
折起,使
,得到三棱锥A—BCD,如图所示.
(I)若点M是棱AB的中点,求证:OM∥平面ACD;
(II)求证:
;
(III)求二面角
的余弦值.
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(1)略
(2)略
(3)![]()
【解析】解:(I)
在正方形ABCD中,
是对角线
的交点,
O为BD的中点,
---------------------1分
又M为AB的中点,
OM∥AD.
---------------------2分
又AD
平面ACD,OM
平面ACD,
---------------------3分
OM∥平面ACD. ---------------------4分
(II)证明:在
中,![]()
,
,
---------------------5分
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,![]()
.
---------------------6分
又
是正方形ABCD的对角线,
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,
--------------------7分
又![]()
![]()
.
--------------------8分
(III)由(II)知
,则OC,OA,OD两两互相垂直,如图,以O为原点,建立
空间直角坐标系
.
则
,
是平面
的一个法向量.
--------------------9分
,
,
设平面
的法向量
,则
,
.
即
,
--------------------11分
所以
且
令
则
,
,解得
.
--------------------12分
从而
,二面角
的余弦值为
..