题目内容

【题目】在等腰梯形中,,,,点为的中点.现将沿线段翻折,得四棱锥,且二面角为直二面角.

(1)求证:;

(2)求二面角的余弦值.

【答案】(1)证明见解析(2)

【解析】

(1)连接,取中点,连接,,通过等边三角形的性质得到,,根据线面垂直判定定理得到平面,故而可得结论;(2)由面面垂直性质定理可得平面,求出平面的法向量为,同时是平面的一个法向量,求出法向量夹角的余弦值,进而可得结果.

(1)如图连接,易知,均为正三角形,取中点,

连接,,则,.

又,平面,

平面,

又平面,所以.

(2)因为二面角为直二面角,所以平面平面,

又因为平面平面,且,所以平面.

又因为,故以点为坐标原点,,,所在直线分别为轴、轴、轴建立如图所示的空间直角坐标系.

则,,.

所以,.

设平面的法向量为.由得

取,所以.

又因为直线平面,所以是平面的一个法向量,

所以.

又因为二面角为锐二面角,

所以二面角的余弦值.

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