题目内容

【题目】如图,四棱锥P-ABCD中,侧面PAD是边长为2的等边三角形且垂直于底, 是的中点。

(1)证明:直线平面;

(2)点在棱上,且直线与底面所成角为,求二面角的余弦值。

【答案】(1)见解析;(2)

【解析】试题分析:(1) 取的中点,连结, ,由题意证得∥,利用线面平行的判断定理即可证得结论;(2)建立空间直角坐标系,求得半平面的法向量: , ,然后利用空间向量的相关结论可求得二面角的余弦值为.

试题解析:(1)取中点,连结, .

因为为的中点,所以, ,由得,又

所以.四边形为平行四边形, .

又, ,故

(2)

由已知得,以A为坐标原点, 的方向为x轴正方向, 为单位长,建立如图所示的空间直角坐标系A-xyz,则

则, , , ,

,则

因为BM与底面ABCD所成的角为45°,而是底面ABCD的法向量,所以

,

即(x-1)+y-z=0

又M在棱PC上,学|科网设

由①,②得

所以M,从而

设是平面ABM的法向量,则

所以可取m=(0,-,2).于是

因此二面角M-AB-D的余弦值为

点睛:(1)求解本题要注意两点:①两平面的法向量的夹角不一定是所求的二面角,②利用方程思想进行向量运算,要认真细心、准确计算.

(2)设m,n分别为平面α,β的法向量,则二面角θ与<m,n>互补或相等,故有|cos θ|=|cos<m,n>|=.求解时一定要注意结合实际图形判断所求角是锐角还是钝角.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网