题目内容

(本小题满分14分)如图,在边长为的菱形中,,点分别是边的中点,,沿将△翻折到△,连接,得到如图的五棱锥,且.

(1)求证:平面

(2)求二面角的正切值.

(1)证明见解析;(2).

【解析】

试题分析:(1)由,可证平面,进而可证平面;(2)先建立空间直角坐标系,再计算平面和平面的法向量,进而可算出二面角的平面角的余弦值,利用同角三角函数的基本关系,即可得二面角的平面角的正弦值.

试题解析:(1)证明:∵点分别是边的中点,

. 1分

∵菱形的对角线互相垂直,

.

.

. 2分

平面平面

平面. 3分

平面. 4分

(2)解法1:设,连接

∴△为等边三角形.

. 5分

在R t△中,

在△中,

. 6分

平面平面

平面. 7分

,垂足为,连接

由(1)知平面,且平面

.

平面平面

平面. 8分

平面

. 9分

为二面角的平面角. 10分

在Rt△中,

在Rt△和Rt△中,

∴Rt△~Rt△. 11分

.

. 12分

在Rt△中, . 13分

∴二面角的正切值为. 14分

解法2:设,连接

∴△为等边三角形.

. 5分

在R t△中,

在△中,

. 6分

平面平面

平面. 7分

为原点,所在直线为轴,所在直线为轴,所在直线为轴,建立空间直角坐标系,则. 8分

.

设平面的法向量为

,得 9分

,得.

∴平面的一个法向量为. 10分

由(1)知平面的一个法向量为, 11分

设二面角的平面角为

. 12分

. 13分

∴二面角的正切值为. 14分

考点:1、线面垂直;2、二面角;3、空间向量及坐标运算;4、同角三角函数的基本关系.

考点分析: 考点1:点、线、面之间的位置关系 考点2:异面直线所成的角 考点3:线面所成的角 试题属性
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