如图,在四棱锥V-ABCD中底面ABCD是正方形,侧面VAD是正三角形,平面VAD⊥底面ABCD(1)证明:AB⊥平面VAD;(2)求面VAD与面VDB所成的二面角的余弦值.-高二数学

题目简介

如图,在四棱锥V-ABCD中底面ABCD是正方形,侧面VAD是正三角形,平面VAD⊥底面ABCD(1)证明:AB⊥平面VAD;(2)求面VAD与面VDB所成的二面角的余弦值.-高二数学

题目详情

如图,在四棱锥V-ABCD中底面ABCD是正方形,侧面VAD是正三角形,平面VAD⊥底面ABCD
(1)证明:AB⊥平面VAD;
(2)求面VAD与面VDB所成的二面角的余弦值.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

证明:(1)平面VAD⊥平面ABCD,AB⊥AD,AB⊂平面ABCD,
平面VAD∩平面ABCD=AD,∴AB⊥面VAD
(2)取VD中点E,连接AE,BE,∵△VAD是正三角形,∴AE⊥VD,AE=
3
2
AD

∵AB⊥面VAD,AE,VD⊂平面VAD
∴AB⊥VD,AB⊥AE∴AE⊥VD,AB⊥VD,AB∩AE=A,且AB,AE⊂平面ABE,D
VD⊥平面ABE,∵BE⊂平面ABE,∴BE⊥VD,
∴∠AEB即为所求的二面角的平面角.
在RT△ABE中,tan∠AEB=class="stub"AB
AE
=class="stub"2
3
3

cos∠AEB=
21
7

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