题目内容
【题目】如图,
为圆
的直径,点
为圆
上的一点,且
,点
为线段
上一点,且
,
垂直圆
所在的平面.
![]()
(Ⅰ)求证:
平面
;
(Ⅱ)若
,求二面角
的余弦值.
【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)![]()
【解析】
试题分析:(Ⅰ)连接
,然后利用直径的性质与正三角形的性质推出
、
,再结合线面垂直的性质定理推出
,由此使问题得证;(Ⅱ)以点
为坐标原点建立空间直角坐标系,然后求出相关点的坐标和向量,再分别求出平面
与
的法向量,从而利用空间夹角公式求解即可.
试题解析:(Ⅰ)证明:连接
,由
知,点
为
的中点.
![]()
为圆
上的一点,
为圆
的直径,
.
知,
,
为正三角形,
.
又
垂直圆
所在的平面,
在圆
所在的平面内,
.
由
,可得
平面
.
![]()
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)可建立如图所示的空间直角坐标
.设
,
则
.
.
设向量
为平面
的法向量,则
,即![]()
,取
,则
为平面
的一个法向量.
又
为平面
的一个法向量.
,
二面角
的余弦值为
.
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