题目内容
【题目】如图,在四棱锥
中,
,
,
.
![]()
(1)证明:
平面
;
(2)若
是
的中点,
,
,求二面角
的余弦值.
【答案】(1)证明见解析;(2)
.
【解析】
(1)利用勾股定理可得
与
即可证明
平面
.
(2)根据垂直关系可以建立以
为坐标原点的空间直角坐标系,再利用空间向量的方法分别求得平面
的一个法向量与平面
的一个法向量,再利用二面角的夹角公式求解即可.
(1)因为
,所以
,同理可得
.
因为
,所以
平面
.
(2)因为
,所以
、
、
两两垂直,以
为坐标原点,
建立如图所示的空间直角坐标系,
![]()
因为
,所以
,
,
,
,
因为
是
的中点,所以
,
因为
,
,所以
,
所以
,
.
设平面
的一个法向量为
,
由
,得
,
取
,得
.
取
的中点
,连接
,易证
平面
,
则平面
的一个法向量为
.设二面角
的平面角为
,
由图知
,所以
,
所以二面角
的余弦值为
.
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