3.(2009广东三校一模)如图,在梯形中,∥,,

,平面平面,四边形是矩形,,点在线段上.

(1)求证:平面;

(2)当为何值时,∥平面?证明你的结论;

(3)求二面角的平面角的余弦值.

(Ⅰ)在梯形中,,

四边形是等腰梯形,

且

   2分

又平面平面,交线为,

平面        4分

(Ⅱ)解法一、当时,平面,    5分

在梯形中,设,连接,则      6分

,而,       7分

,四边形是平行四边形,       8分

又平面,平面平面      9分

解法二:当时,平面,          

由(Ⅰ)知,以点为原点,所在直线为坐标轴,建立空间直角坐标系,

5分

则,,,,

,

平面,

平面与、共面,

  也等价于存在实数、,使,

设.

,

又,,           6分

从而要使得:成立,

需,解得          8分

当时,平面         9分

(Ⅲ)解法一、取中点,中点,连结,,

平面

又,,又,

是二面角的平面角.     6分

在中,

,.      7分

又.        8分

在中,由余弦定理得,        9分

即二面角的平面角的余弦值为.

  解法二:由(Ⅰ)知,以点为原点,所在直线为坐标轴,

建立空间直角坐标系,则,,,

,,过作,

垂足为. 令,

, 

由得,,,即  11分

,

二面角的大小就是向量与向量所夹的角.      12分

     13分    

         

即二面角的平面角的余弦值为.           14分

 0  55357  55365  55371  55375  55381  55383  55387  55393  55395  55401  55407  55411  55413  55417  55423  55425  55431  55435  55437  55441  55443  55447  55449  55451  55452  55453  55455  55456  55457  55459  55461  55465  55467  55471  55473  55477  55483  55485  55491  55495  55497  55501  55507  55513  55515  55521  55525  55527  55533  55537  55543  55551  447348 

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