题目内容

如图所示,已知AB为圆O的直径,点D为线段AB上一点,且,点C为圆O上一点,且.点P在圆O所在平面上的正投影为点D,PD=DB.

(1)求证:

(2)求二面角的余弦值.

 

【答案】

(1)证明见解析;(2)

【解析】

试题分析:(1)先利用平面几何知识与线面垂直的性质证线线垂直,由线线垂直得到线面垂直,再由线面垂直得到线线垂直;(2)作出二面角的平面角,证明符合二面角的定义,再在三角形中求二面角的平面角,从而求出所求的二面角.

试题解析:(1)如图,连接

知,点的中点,

又∵为圆的直径,

知,

为等边三角形,从而

∵点在圆所在平面上的正投影为点

平面,又平面

得,平面

平面

(2)方法1:(综合法)如图,过点,垂足为,连接

由(1)知平面

又∵平面

又∵

平面

又∵平面

为二面角的平面角.

由(Ⅰ)可知

,则

∴在中,

,即二面角的余弦值为.              

方法2:(坐标法)以为原点,的方向分别为轴、轴和轴的正向,建立如图所示的空间直角坐标系,

,由得,

平面,知平面的一个法向量为

设平面的一个法向量为,则

,即,令,则

设二面角的平面角的大小为

∴二面角的余弦值为

考点:1.直线与平面垂直的判定;2.二面角的平面角及求法.

 

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