题目内容

【题目】如图,三棱柱的所有棱长均为2,平面平面, , 为的中点.

(1)证明: ;

(2)若是棱的中点,求二面角的余弦值.

【答案】(1)见解析;(2) 所以二面角的余弦值为.

【解析】试题分析:(1)证线线垂直,由平面平面得平面,再由底面图形得线线垂直.(2)建系求面的法向量,得法向量的夹角.

解:

(1)证明:取中点,设与交于点,连接, ,依题意得,

因为平面平面,平面平面, ,

所以平面,即平面,所以,

又因为四边形为菱形,所以,又,所以平面,

而平面,所以.

(2)解:由(1)结合已知得: , , ,

以为原点,如图所示建立空间直角坐标系,因为侧面是边长为2的菱形,且,

所以, , , , ,

所以, , ,

设平面的法向量为,

则由得,令,可取,

而平面的一个法向量,由图可知二面角为锐角,

因为.

所以二面角的余弦值为.

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