题目内容
(本小题满分12分)如图所示的几何体是由以等边三角形
为底面的棱柱被平面
所截而得,已
知
平面
,
,
,
,
为
的中点,
面
.
(Ⅰ)求
的长;
(Ⅱ)求证:面
面
;
(Ⅲ)求平面
与平面
相交所成锐角二面角的余弦值.
(Ⅰ)求
(Ⅱ)求证:面
(Ⅲ)求平面
(Ⅰ)取
的中点
,连接


则
为梯形
的中位线,
又
,所以
所以
四点共面……………2分
因为
面
,且面
面
所以
所以四边形
为平行四边形,
所以
……………4分
(Ⅱ)由题意可知平面
面
;
又
且
平面
所以
面
因为
所以
面
又
面
,所以面
面
;……………6分
(Ⅲ)以
为原点,
所在直线分别为
轴建立空间直角坐标系
……7分
设
为
的中点,则
易证:
平面
平面
的法向量为
……………8分
设平面
的法向量为
,
由
得
所以
……………10分
所以
,……………11分
所以平面
与平面
相交所成锐角二面角的余弦值为
. ……12分
则
又
所以
因为
所以
所以四边形
所以
(Ⅱ)由题意可知平面
又
所以
因为
又
(Ⅲ)以
设
易证:
平面
设平面
由
所以
所以平面
略
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