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如图,平面平面,四边形为矩形,的中点,

1)求证:

2)若与平面所成的角为,求二面角的余弦值

 

【答案】

1)详见解析;(2.

【解析】

试题分析:(1)连接,要证,只需证明,只需证明, 由已知面面垂直,易证,所以,,得到,因为,易证,所以,,得证,即证 ;(2)设由(1)法一:知为等边三角形,设,则分别为的中点,也是等边三角形.取的中点,连结,则

所以为二面角的平面角,然后用余弦定理计算.法二:如图建立空间直角坐标系,分别计算两个平面的法向量,利用公式,根据实际图形为钝二面角.

试题解析:如图:

1)证明:连结,因的中点,

又因平面平面

平面 2

于是

所以平面

所以 4

又因

平面

所以 6

2)解法一:由(I),得.不妨设 7

为直线与平面所成的角,

所以为等边三角形. 9

,则分别为的中点,也是等边三角形.

的中点,连结,则

所以为二面角的平面角. 12

中, 13

即二面角的余弦值为 14

解法二:取的中点,以为原点,所在的直线分别为轴建立空间直角坐标系.不妨设,则 8

从而.

设平面的法向量为

,得

可取 10

同理,可取平面的一个法向量为

12

于是 13

易见二面角的平面角与互补,

所以二面角的余弦值为 14

考点:1.面面垂直的性质;2线面垂直的判定,性质;3.二面角的求法.

 

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