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> 已知四棱锥的底面为直角梯形,,,底面,且,是的中点.⑴求证:直线平面;⑵⑵若直线与平面所成的角为,求二面角的余弦值.-高二数学
已知四棱锥的底面为直角梯形,,,底面,且,是的中点.⑴求证:直线平面;⑵⑵若直线与平面所成的角为,求二面角的余弦值.-高二数学
题目简介
已知四棱锥的底面为直角梯形,,,底面,且,是的中点.⑴求证:直线平面;⑵⑵若直线与平面所成的角为,求二面角的余弦值.-高二数学
题目详情
已知四棱锥
的底面为直角梯形,
,
,
底面
,且
,
是
的中点.
⑴求证:直线
平面
;
⑵⑵若直线
与平面
所成的角为
,求二面角
的余弦值.
题型:解答题
难度:中档
来源:不详
答案
⑴见解析;⑵1
试题分析:方法一:几何法证明求角.
⑴要证直线
平面
,需要在平面
内找到一条与
平行的直线.显然不容易找到;故考虑利用面面平行退出线面平行, 取
的中点
,构造平面
,根据
,
∥
可证.
⑵要求二面角,方法一:找到二面角的平面角,角的顶点在棱
,角的两边在两个半平面内
中,并且角的两边与棱垂直.取取
的中点
,连接
就是所求角.
方法二:建立空间直角坐标系,利用向量证明,求角.
试题解析:
⑴证明:取
的中点
,则
,故
平面
;
又四边形
正方形,∴
∥
,故
∥平面
;
∴平面
平面
,
∴
平面
.
⑵由
底面
,得
底面
;
则
与平面
所成的角为
;
∴
, ∴
和
都是边长为
正三角形,
取
的中点
,则
,且
.
∴
为二面角
的平面角
;在
中
,
,
∴
∴二面角
的余弦值
方法二:⑴设
,因为
,
,
,
∴以A为坐标原点如图建立空间直角坐标系,取
的中点
,
则各点坐标为:
,
,
,
,
,
;
∴
,
,∴
,∴
,∴
平面
;
⑵由
底面
及
,得
与平面
所成角的大小为
;
∴
,∴
,
,
,
;
取
的中点
,则因
,
∴
;
则
,且
,∴
为二面角
的平面角;
∵
;∴二面角
的余弦值
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