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知三棱柱中,平面平面ABCBCACDAC的中点,ACBCAA1A1C2

求证:AC1⊥平面A1BC

求平面AA1B与平面A1BC的夹角的余弦值。

 

【答案】

详见解析;平面AA1B与平面A1BC的夹角的余弦值

【解析】

试题分析:求证:AC1⊥平面A1BC,只需证垂直平面内两条线即可,由于平面平面,可得,由题意可得,四边形是菱形,由菱形对角线性质可知,,从而可得平面,也可利用向量法,即如图轴建立空间直角坐标系 ,即可得平面求平面AA1B与平面A1BC的夹角的余弦值,可用传统方法,找二面角的平面角,设,作,连接,则为二面角的平面角,从而求得两平面夹角的余弦值为,还可以利用向量来求,即找出两个平面的法向量,利用法向量的夹角平面AA1B与平面A1BC的夹角的余弦值.

试题解析:解法一:

由于平面平面,所以,所以(2)

是菱形,因此,所以平面。(4分)

,作,连接

由(1)知平面,即平面,所以

,因此

所以为二面角的平面角,(8分)

中,,故直角边

又因为中斜边 因此中斜边

所以,所以所求两平面夹角的余弦值为。(12分)

解法二:

如图,取的中点,则

因为,所以,又平面2分)

轴建立空间直角坐标系,则

5分)

,从而平面6分)

由(1)知平面的一个法向量为

再设平面的法向量为

所以,设,则

因此所求两平面夹角的余弦值为(12分)

考点:线面垂直,求二面角.

 

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