题目内容
(本小题满分14分)
如图,四棱锥
的底面
为菱形,
平面
,
,
、
分别为
、
的中点。
(I)求证:
平面
;
(Ⅱ)求三棱锥
的体积;
(Ⅲ)求平面
与平面
所成的锐二面角大小的余弦值。
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【答案】
(1)略
(2)![]()
(3)![]()
【解析】
证明:(I)连结BD,由已知得BD=2,
在正三角形BCD中,BE=EC,
,又
,
………… 2分
又
平面
,
, …………3分
,
平面PAD。 …………4分
(Ⅱ)
,
且
,
…… 5分
…… 8分
(Ⅲ)证法一:如图建立空间直角坐标系
,
则由(I)知平面
的一个法向量为![]()
,
![]()
设平面PBC的法向量为
,
由![]()
取
得
…………11分
…………13分
平面PAD与平面PBC所成的锐二面角大小的余弦值为
…………14分
证法二:由(I)知
平面
平面
,
平面
平面
…………9分
又![]()
平面
又
平面![]()
平面
平面
…………10分
就是平面
与平面
所成二面角的平面角 …………12分
在
中,![]()
…………14分
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