题目内容
【题目】如图,在四棱锥
中,
底面
,四边形
是菱形,点
在线段
上.
![]()
(1)证明:平面
平面
;
(2)若
,二面角
的余弦值为
,求
的值.
【答案】(1)证明见解析;(2)![]()
【解析】
(1)根据菱形的对角线垂直以及直线与平面垂直的性质可证
平面
,再根据平面与平面垂直的判定定理可证平面
平面
;
(2)以
,
为
轴,
轴,以平行于
的直线为
轴,建立空间直角坐标系
,根据平面的法向量可解得结果.
(1)因为四边形
是菱形,所以
.
因为
平面
,所以
.
因为
,所以
平面
.
因为
平面
,所以平面
平面
.
(2)因为
,设
,分别以
,
为
轴,
轴,以平行于
的直线为
轴,建立如图所示的空间直角坐标系
,设
,
,
![]()
设
,
,则
,
,
,
,
,
,
.
设平面
的一个法向量为
,则
,即
,
取
,则
,
,则
.
设平面
的一个法向量为
,则
,即![]()
取
,则
,
,则
.
,因为
,所以
,所以
,
所以
.
于是
.
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