题目内容

如图,在四棱锥中,,,为正三角形,且平面平面.

(1)证明:;

(2)求二面角的余弦值.

 

(1)证明见解析;(2) .

【解析】

试题分析:(1)取的中点,然后利用矩形及正三角形的性质可证明,,从而可证明结果;(2)可考虑分别以,为轴,轴,轴建立空间直线坐标系,通过求两个平面的法向量的夹角来求二面角的余弦值.或考虑通过过点作,然后证明为所求二面角的一个平面角,再在中进行计算.

(1)证明:取的中点,连接,

∵为正三角形,∴.

又∵在四边形中,

,∴,且,

∴四边形ABCO为平行四边形,∴ ,

∴,∴.

(2)(法一):由(1)知,且平面平面∴平面,所以分别以,为轴,轴,轴建立如图,

所示的直角坐标系,并设,则,,

∴,,,,,

∴,,, .

设平面,平面的法向量分别为,

则∴

∴分别取平面,平面的一个法向量,

∴,

∴二面角的余弦值为.

(法一):由(1)知,且平面平面,∴平面,

过点作,垂足为,连接,则,于是为所求二面角的一个平面角,

设,则,,,

∴∴二面角的余弦值为.

考点:1、空间直线与平面的垂直关系;2、空间向量的应用;3、二面角.

 

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