题目内容
【题目】已知等腰梯形
,
.现将
沿着
折起,使得面
面
,点F为线段BC上一动点.
![]()
(1)证明:
;
(2)如果F为BC中点,证明:
面
;
(3)若二面角
的余弦值为
,求
的值.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)![]()
【解析】
(1)先通过面
面
得到
面
,进而可得
;
(2)取
中点
,连接
,通过证明四边形
为平行四边形,得到
,进而可得
面
;
(3)以
为
轴,以
为
轴,以
为
轴建立空间直角坐标系,设
求出面
的法向量和面
的法向量,通过二面角
的余弦值为
列方程求出
,即
的值.
(1)证明:在等腰梯形中,
所以
,
因为面
面
,面
面
,
面
,
所以
面
,
所以
;
(2)取
中点
,连接
,
![]()
在三角形
中,
而
,所以
,
即四边形
为平行四边形,
,
因为
面
面
所以
面
;
(3)由
面
,
则以
为
轴,以
为
轴,以
为
轴建立空间直角坐标系.
则
,
,
设
则
,
设面
的法向量
,
,即
,
因为
平面
,所以
是面
的法向量,
若二面角
的余弦值为
,
则
,
解得
或者
,由题意
,
即
.
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