如图,已知菱形的边长为,,.将菱形沿对角线折起,使,得到三棱锥.(Ⅰ)若点是棱的中点,求证:平面;(Ⅱ)求二面角的余弦值;(Ⅲ)设点是线段上一个动点,试确定点的位置,使得,-高三数学

题目简介

如图,已知菱形的边长为,,.将菱形沿对角线折起,使,得到三棱锥.(Ⅰ)若点是棱的中点,求证:平面;(Ⅱ)求二面角的余弦值;(Ⅲ)设点是线段上一个动点,试确定点的位置,使得,-高三数学

题目详情

如图,已知菱形的边长为,.将菱形沿对角线折起,使,得到三棱锥.
(Ⅰ)若点是棱的中点,求证:平面
(Ⅱ)求二面角的余弦值;
(Ⅲ)设点是线段上一个动点,试确定点的位置,使得,并证明你的结论
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(Ⅰ)证明:因为点是菱形的对角线的交点,
所以的中点.又点是棱的中点,
所以的中位线,.                     ………………1分
因为平面,平面,
所以平面.                          ………………3分
(Ⅱ)解:由题意,
因为
所以. ………………4分
又因为菱形,所以.
建立空间直角坐标系,如图所示.
.
所以                    ………………6分
设平面的法向量为
则有即:
,则,所以.           ………………7分
因为,所以平面.    
平面的法向量与平行,
所以平面的法向量为.                      ………………8分

因为二面角是锐角,
所以二面角的余弦值为.               ……………9分
(Ⅲ)解:因为是线段上一个动点,设

所以,                              ……………10分

,即,…………11分
解得,                                        ……………12分
所以点的坐标为.                          ……………13分
(也可以答是线段的三等分点,

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