题目内容
(本小题满分12分)
已知四棱锥
的底面为直角梯形,
∥
,∠
,
⊥底面
,且
,
是
的中点.
![]()
(1)证明:平面
⊥平面
;
(2)求
与
所成角的余弦值;
(3)求二面角
的余弦值.
【答案】
(1)见解析;(2)
与
所成角的余弦值为
.
(3)二面角
的余弦值为
。
【解析】第一问主要考查空间几何体中线,面位置关系的证明!掌握好线面位置关系的判定定理与性质定理注意线线,线面,面面之间的转化有利于证明题的解决。第二三问主要是线线角与二面角的求法。掌握利用向量求空间角的方法。
解:(1)∵
⊥底面
,
∴
⊥![]()
又∠![]()
∴
⊥![]()
而
平面
,
平面
,
且![]()
∴
⊥平面
,…………2分
又
∥![]()
∴
⊥平面
,…………3分
又
平面
,
∴平面
⊥平面
.
…………………………4分
(2)由(1)知可以
为原点,建立如图空间直角坐标系,
∵
,
是
的中点,
∴
, ………………5分
∴
…………………………6分
∴
,
∴
与
所成角的余弦值为
. …………………………8分
(3)∵![]()
记平面
的法向量为![]()
则
即
,令
则
,
∴
…………………………9分
同理可得平面
的法向量为
…………………………10分
∴
…………………………11分
又易知二面角
的平面角为钝角,
∴二面角
的余弦值为
…………………………12分
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