题目内容

如图,在四棱锥中,底面是边长为的正方形,侧面

底面,且分别为的中点.

(1)求证:平面

(2)求证:面平面

(3)在线段上是否存在点,使得二面角的余弦值为?说明理由.

 

(1)详见解析;(2)详见解析;(3)线段上存在点,使得二面角的余弦值为.

【解析】

试题分析:(1)连接经过点,利用中位线得到,再由直线与平面平行的判定定理得到

平面;(2)利用平面与平面垂直的性质定理结合侧面底面得到平面,从而得到,再由勾股定理证明,结合直线与平面垂直的判定定理证明平面,最后利用平面与平面垂直的判定定理得到平面平面;(3)取的中点,连接

利用平面与平面垂直的性质定理证明平面,然后以点为坐标原点,所在直线分别为轴、轴、轴建立空间直角坐标系,利用空间向量法解决题中二面角问题.

(1)证明:连接,由正方形性质可知,相交于的中点

也为中点,中点.

所以在中,

平面平面

所以平面

(2)证明:因为平面平面,平面

为正方形,平面,所以平面.

平面,所以.

,所以是等腰直角三角形,且,即.

,且,所以.

,所以面

(3)取的中点,连接,因为,所以.

又侧面底面,平面平面,所以平面.

分别为的中点,所以

是正方形,故.

为原点,建立空间直角坐标系

则有

若在上存在点,使得二面角的余弦值为,连接

,由(2)知平面的法向量为

设平面的法向量为.则,即,解得

,得

所以,解得(舍去).

所以,线段上存在点,使得二面角的余弦值为.

考点:1.直线与平面平行;2.平面与平面垂直的性质与判定;3.利用空间向量法处理二面角

 

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网