题目内容

如图,边长为2的正方形中,点的中点,点的中点,将△、△分别沿折起,使两点重合于点,连接

(1)求证:

(2)求二面角的余弦值.

 

【答案】

(1)详见解析;(2).

【解析】

试题分析:(1)由证出平面,进而证出结论;(2)方法一:根据对称可判断即为所求,由(1)可证△为直角三角形,再求出边长即可;方法二:建系,求出平面和平面的法向量,两法向量的夹角的余弦值即为所求.

试题解析:(1)在正方形中,有               1分

                                               2分

                                                         3分

平面                                                       4分

平面,∴                                         5分

(2)方法一:连接于点,连接                            6分

∵在正方形中,点的中点,点的中点,

∴点的中点,

                                                             7分

∵正方形的边长为2,∴,∴                 8分

为二面角的平面角          9分

由(1)可得

∴△为直角三角形        10分

∵正方形的边长为2,

                        11分

                                    12分

                                          13分

∴二面角的余弦值为                                        14分

方法二:∵正方形的边长为2,点的中点,点的中点,

                                                             6分

,∴                                     7分

由(1)得平面

∴分别以

轴建立如图所示的空间直角

坐标系,              8分

          9分

设平面的一个法向量为,则由

可取                                                   11分

又平面的一个法向量可取                           12分

                          13分

∴二面角的余弦值为.                                  14分.

 

考点:线面垂直的判定及性质,二面角的求法.

 

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