(本小題滿分12分)
如圖,在三棱柱中,所有的棱長都為2,.
(Ⅰ)求證:;
(Ⅱ)當(dāng)三棱柱的體積最大時,求平面與平面所成的銳角的余弦值.
(Ⅰ)略(Ⅱ)
(Ⅰ)證明:取的中點(diǎn),連接,
在三棱柱中,所有棱長都為2,
,所以平面
平面,故
(Ⅱ)當(dāng)三棱柱的體積最大時,點(diǎn)到平面的距離最大,此時平面.設(shè)平面與平面的交線為,
在三棱柱中,,平面,則,
過點(diǎn)交于點(diǎn),連接.由,平面
,故為平面與平面所成二面角的平面角。
中,,則
中,,,
即平面與平面所成銳角的余弦值為。
方法2:當(dāng)三棱柱的體積最大時,點(diǎn)到平面的距離最大,此時平面.以所在的直線分別為軸,建立直角坐標(biāo)系,依題意得.
,設(shè)平面的一個法向量為
,則,取
平面,則平面的一個法向量為
于是,
故平面與平面所成銳角的余弦值為。
練習(xí)冊系列答案
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 、 ; 、; ;  

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;②
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