如图,三棱柱中,侧棱平面,为等腰直角三角形,,且分别是的中点.(1)求证:平面;(2)求锐二面角的余弦值.-高三数学

题目简介

如图,三棱柱中,侧棱平面,为等腰直角三角形,,且分别是的中点.(1)求证:平面;(2)求锐二面角的余弦值.-高三数学

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如图,三棱柱中,侧棱平面为等腰直角三角形,,且分别是的中点.

(1)求证:平面
(2)求锐二面角的余弦值.
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)要证明平面,需证明,前面在平面中证明,利用勾股定理,即通过计算设,则.∴,∴.后者通过线面垂直与线线垂直的转化得,即由面,得,再得。(2)求二面角的余弦值,可通过作、证、算,本题可过,则为所求二面角的平面角.也可利用空间向量求,先建系,求出平面及平面的法向量,利用向量数量积求出两法向量的夹角,最后根据二面角与向量夹角关系得出结论.
试题解析:(1)连结,∵是等腰直角三角形斜边的中点,∴.
三棱柱为直三棱柱,
∴面
.     2分
,则.
,∴.           4分
,∴ 平面.          6分
(2)以为坐标原点,分别为轴建立直角坐标系如图,设


.          8分
由(1)知,平面
∴可取平面的法向量.
设平面的法向量为

∴可取.          10分
设锐二面角的大小为
.
∴所求锐二面角的余弦值为.          12分

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