在如图所示的几何体中,四边形为平行四边形,,平面,,,,.(1)若是线段的中点,求证:平面;(2)若,求二面角的余弦值.-高三数学

题目简介

在如图所示的几何体中,四边形为平行四边形,,平面,,,,.(1)若是线段的中点,求证:平面;(2)若,求二面角的余弦值.-高三数学

题目详情

在如图所示的几何体中,四边形为平行四边形,平面.

(1)若是线段的中点,求证:平面
(2)若,求二面角的余弦值.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(1)详见解析;(2).

试题分析:(1)连接,利用平行线的传递性结合得到,再利用点的中点得到,从而证明四边形为平行四边形,从而得到,最终结合直线与平面的判定定理证明平面;(2)建立以点为坐标原点,以所在直线为轴、轴、轴的空间直角坐标系,利用空间向量法来求二面角的余弦值.
试题解析:(1)

由于,因此连接,由于

在平行四边形中,是线段的中点,则,且
因此,,所以四边形为平行四边形,
平面平面平面
(2)
平面两两垂直。
分别以所在直线为轴、轴、轴建立如图所示的空间直角坐标系


,又.
设平面的法向量
,取,得,所以
设平面的法向量,则
,∴,取,得,所以
所以
故二面角的余弦值为.

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