题目内容
如图,在四棱锥
中,平面
平面![]()
.
(1)证明:
平面
;
(2)求二面角
的大小![]()
(1)详见解析;(2)二面角
的大小是
.
解析试题分析:(1)求证:
平面
,证明线面垂直,先证线线垂直,即证线和平面内两条相交直线垂直,由已知可得
,只需证明
,或
,由已知平面
平面
,只需证明
,就得
平面
,即
,而由已知
,在直角梯形
中,易求
,从而满足
,即得
,问题得证;(2)求二面角
的大小,可用传统方法,也可用向量法,用传统方法,关键是找二面角的平面角,可利用三垂线定理来找,但本题不存在利用三垂线定理的条件,因此利用垂面法,即作
,与
交于点
,过点
作
,与
交于点
,连结
,由(1)知,
,则
,,所以
是二面角
的平面角,求出
的三条边,利用余弦定理,即可求出二面角
的大小,用向量法,首先建立空间坐标系,先找三条两两垂直的直线作为坐标轴,观察几何图形可知,以
为原点,分别以射线
为
轴的正半轴,建立空间直角坐标系
,写出个点坐标,设出设平面
的法向量为
,平面
的法向量为
,求出它们的一个法向量,利用法向量的夹角与二面角的关系,即可求出二面角
的大小.
(1)在直角梯形
中,由
,
得,
,由
,则
,即
,又平面
平面
,从而
平面
,所以
,又
,从而
平面
;
(2)方法一:作
,与
交于点
,过点
作
,与
交于点
,连结
,由(1)知,
,则
,,所以
是二面角
的平面角,在直角梯形
中,由
,得
,又平面
平面![]()
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