题目内容
【题目】如图几何体
是四棱锥,
为正三角形,
,
,
,且
.
![]()
(1)求证:平面
平面
;
(2)
是棱
的中点,求证:
平面
;
(3)求二面角
的平面角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)
.
【解析】
试题分析:(1)由面面垂直的判定定理;(2)由线线平行得到线面平行;(3)建立空间直角坐标系, 分别算出平面
和平面
的法向量, 用空间向量数量积推论算出二面角的余弦值.
试题解析:(1)证明:∵
为正三角形,
,
,
故连接
交
于
点,则
,
又∵
,
,故
面
,∴平面
平面
.
(2)证明:取
的中点
,连接
,则
,且
平面
,∴
平面
;
而
,
,∴
,且
平面
,∴
平面
.
综上所述,平面
平面
,∴
平面![]()
(3)解:由(1)知
,且
,
,连接
,则
,故
;
又∵
是
的中点,故
,
故如图建立空间直角坐标系,则
,
,
,
,
,
.
![]()
设平面
的法向量为
,则由
得
.
,
.
同理得平面
的法向量
.
故二面角
的平面角的余弦值为![]()
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