题目内容
【题目】如图,在三棱锥
中,平面
平面
,
,
,
,
分别为线段
上的点,且
,
,
.
(1)求证:
平面
;
(2)若
与平面
所成的角为
,求平面
与平面
所成的锐二面角.
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【答案】(1)证明见解析;(2)30°.
【解析】试题分析:
(1)由条件可得
为直角三角形,且
.故由余弦定理可得
,所以
,从而
,又由条件可得
,故
平面
.(2)由
两两互相垂直可建立空间直角坐标系,结合条件可求得平面
的法向量和平面
的法向量,根据两法向量夹角的余弦值可得锐二面角的大小.
试题解析:
(1)证明:连
,由题意知
.
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![]()
∴![]()
在
中,由余弦定理得
![]()
![]()
![]()
,
∴
,
∴
,
又因为
,
∴![]()
又
,
![]()
又
,
,
∴
平面
.
(2)由(1)知
两两互相垂直,建立如图所示的空间直角坐标系
,
![]()
由
与平面
所成的角为
,知
,
则![]()
∴![]()
因为![]()
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由(1)知
平面
,
∴
平面![]()
∴
为平面
的一个法向量.
设平面
的法向量为
,
则
∴
,
令
,则
,
∴
为平面
的一个法向量.
∴![]()
故平面
与平面
的锐二面角的余弦值为
,
所以平面
与平面
的锐二面角为
.
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