题目内容
(本小题满分14分)
已知直四棱柱
,四边形
为正方形,![]()
,
为棱
的中点.
(Ⅰ)求证:
平面
;
(Ⅱ)设
为
中点,
为棱
上一点,
且
,求证:
∥平面
;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下求二面角
的余弦值.
(本小题满分14分)
解:(Ⅰ)∵四棱柱
为直四棱柱,
∴
,
,
,
∴
.
∵
,
∴
.
∵
,
,
,
∴
.
∴
.
又∵
,
∴
. ……………………4分
(Ⅱ)以
为原点,
为
轴,
为
轴,
为
轴,建立空间直角坐标系.
∴
,
,
,
.
∵ 由(Ⅰ)知:
为面
的法向
量,
, ……………………6分
∵
.
∴
.
又∵
面
,
∴
∥面
. ……………………8分
(Ⅲ) 设平面
的法向量为
,则
,
.
∵
,即
.
,即
.
令
,解得:
,
,
∴
. ……………………12分
∴
.
∴ 二面角
的余弦值为
. ……………………14分
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