(本题满分12分)三棱锥中,,,.(Ⅰ)求证:平面平面;(Ⅱ)若,且异面直线与的夹角为时,求二面角的余弦值.-高三数学

题目简介

(本题满分12分)三棱锥中,,,.(Ⅰ)求证:平面平面;(Ⅱ)若,且异面直线与的夹角为时,求二面角的余弦值.-高三数学

题目详情

(本题满分12分)三棱锥中,

(Ⅰ)求证:平面平面
(Ⅱ)若,且异面直线的夹角为时,求二面角的余弦值.
题型:解答题难度:偏易来源:不详

答案

(1)通过建立空间直角坐标系来分析,或者利用线面垂直平面,进而得到面面垂直。
(2)

试题分析:证明:(Ⅰ)作平面于点,∵

,即的外心
又∵中,
边的中点
所以平面
即证:平面平面.  .......6分
(Ⅱ)∵中,,∴
,且异面直线的夹角为
,∴为正三角形,可解得.
为坐标原点,建立如图所示空间直角坐标系,则

,∴. …………………….9分
设平面的法向量为

,  取
平面的法向量为
.
由图可知,所求二面角为钝角,其的余弦值为.    ……….12分
点评:解决该类立体几何问题,尤其是二面角的求解,通常情况下,都是建立空间直角坐标系,借助于法向量来求解二面角的方法。而对于面面垂直的证明,一般都是利用线面垂直为前提,结合面面垂直的判定定理得到,属于中档题。

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