题目内容

(本小题满分12分)

如图,正三棱柱中,,是侧棱的中点.

(Ⅰ)证明:;

(Ⅱ)求二面角的大小.

解:方法一:

(Ⅰ)证明:设是的中点,连接、.

在正三棱柱中,,平面,

∴是在面上的射影.

易知≌,.

又,

∴,,

∴.                 ………………………………………6分

(Ⅱ)由(Ⅰ)知平面,

作,垂足为,连结,

则为二面角的平面角.

不妨设,则,,

在中,,

∴. ………………12分

方法二:

(Ⅰ)在正三棱柱中,以的中点为原点,建立空间直角坐标系如图.

不妨设,则

,,,,

∴,,

∵.

∴.………………………6分

(Ⅱ)在空间直角坐标系中,

易知平面的一个法向量为.

设平面的法向量为,

易知,.

由得,取得.

∴二面角的的大小为.………………………………………12分

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