题目内容
【题目】在如图所示的几何体中,四边形
为平行四边形,
平面
,且
是
的中点.
![]()
(1)求证:
平面
;
(2)求二面角
的余弦值的大小.
【答案】(1)见解析(2)![]()
【解析】试题分析:(1)取AD的中点N,连接MN、NF.由三角形中位线定理,结合已知条件,证出四边形MNFE为平行四边形,从而得到EM∥FN,结合线面平行的判定定理,证出EM∥平面ADF;(2)求出平面ADF、平面BDF的一个法向量,利用向量的夹角公式,可求二面角
的大小.
解析:
(1)解法一:取
的中点
,连接
.
在
中,
是
的中点,
是
的中点,
所以
,又因为
,
所以
且
.
所以四边形
为平行四边形,所以
,
又因为
平面
平面
,故
平面
.
解法二:因为
平面
,
故以
为原点,建立如图所示的空间直角坐标系
.
![]()
由已知可得
,
设平面
的一个法向量是
.
由
得![]()
令
,则
.
又因为
,所以
,又
平面
,
故
平面
.
(2)由(1)可知平面
的一个法向量是
.
易得平面
的一个法向量是![]()
所以
,又二面角
为锐角,
故二面角
的余弦值大小为
.
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