题目内容

【题目】如图在三棱柱中,为边的中点,.

(1)证明:平面;

(2)若,为中点且,,,求平面与平面所成二面角的余弦值.

【答案】(1)证明见解析;(2).

【解析】

(1)利用三角形中位线的性质得出,利用线面平行的判定定理可证得平面;

(2)证明出平面,由此可得出、、两两垂直,然后以点为坐标原点,、、分别为、、轴的正方向建立空间直角坐标系,利用空间向量法可求得平面与平面所成二面角的余弦值.

(1)在三棱柱中,侧面为平行四边形,

由,可知为的中点,又因为为边的中点,所以,

平面,平面,所以平面;

(2)因为,,,所以,所以,

取中点,则,,

因为,,所以,

又,所以满足,,

,所以平面,即、、两两相互垂直,

以点为坐标原点,、、分别为、、轴的正方向建立空间直角坐标系(如图示),

所以、、、,,

所以,,

设平面的法向量为,

则有,即,取,则,,所以,

因为平面,所以平面的法向量可以取为,

,

所以平面与平面所成的二面角的余弦值为.

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