如圖,在三棱錐
中,
,
,D為AC的中點,
.
(1)求證:平面
平面
;
(2)求二面角
的余弦值.
(1)證明過程詳見解析;(2)
.
試題分析:本題主要以三棱錐為幾何背景考查線線垂直、平行的判定,線面垂直,面面垂直的判定以及用空間向量法求二面角的余弦值,考查空間想象能力和計算能力.第一問,根據(jù)已知條件,取
中點
,連結
,得出
,再利用
,根據(jù)線面垂直的判定證出
平面
,從而得到
垂直平面
內的線
,再利用
為中位線,得出
平面
,最后利用面面垂直的判定證明平面
垂直平面
;第二問,由第一問知
兩兩互相垂直,所以建立空間直角坐標系,得出點
,以及
坐標,利用已知先求出平面
與平面
的法向量,再利用夾角公式求出夾角的余弦值.
試題解析:(Ⅰ)取
中點為
,連結
,
.
因為
,所以
.
又
,
,所以
平面
,
因為
平面
,所以
. 3分
由已知,
,又
,所以
,
因為
,所以
平面
.
又
平面
,所以平面
⊥平面
. 5分
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,
,
,
兩兩互相垂直.
以
為坐標原點,
的方向為
軸的方向,
為單位長,建立如圖所示的空間直角坐標系
.
由題設知
,
,
,
.
則
,
,
.
設
是平面
的法向量,則
即
,可取
. 9分
同理可取平面
的法向量
.
故
. 11分
所以二面角
的余弦值為
. 12分
練習冊系列答案
相關習題
科目:高中數(shù)學
來源:不詳
題型:解答題
棱長為2的正方體
中,E為
的中點.
(1)求證:
;
(2)求異面直線AE與
所成的角的正弦值.
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科目:高中數(shù)學
來源:不詳
題型:解答題
如圖,在三棱柱
中,四邊形
為菱形,
,四邊形
為矩形,若
,
,
.
(1)求證:
面
;
(2)求二面角
的余弦值;
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科目:高中數(shù)學
來源:不詳
題型:解答題
如圖所示,在四棱錐
中,底面四邊形
是菱形,
,
是邊長為2的等邊三角形,
,
.
(Ⅰ)求證:
底面
;
(Ⅱ)求直線
與平面
所成角的大;
(Ⅲ)在線段
上是否存在一點
,使得
∥平面
?如果存在,求
的值,如果不存在,請說明理由.
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科目:高中數(shù)學
來源:不詳
題型:解答題
如圖,三棱錐P—ABC中,PC⊥平面ABC,PC=AC=2,AB=BC, D是PB上一點,且CD⊥平面PAB.
(1)求證:AB⊥平面PCB;
(2)求異面直線AP與BC所成角的大。
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科目:高中數(shù)學
來源:不詳
題型:解答題
如圖所示,已知AB為圓O的直徑,點D為線段AB上一點,且
,點C為圓O上一點,且
.點P在圓O所在平面上的正投影為點D,PD=DB.
(1)求證:
;
(2)求二面角
的余弦值.
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科目:高中數(shù)學
來源:不詳
題型:解答題
如圖四棱錐
中,底面
是平行四邊形,
平面
,垂足為
,
在
上且
,
,
,
是
的中點,四面體
的體積為
.
(1)求二面角
的正切值;
(2)求直線
到平面
所成角的正弦值;
(3)在棱
上是否存在一點
,使異面直線
與
所成的角為
,若存在,確定點
的位置,若不存在,說明理由.
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科目:高中數(shù)學
來源:不詳
題型:單選題
已知
、b為兩條直線,
為兩個平面,下列四個命題:
①
∥b,
∥
b∥
; ②
∥
③
∥
,
∥
∥
④
∥
其中不正確的有( )
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科目:高中數(shù)學
來源:不詳
題型:單選題
如圖,在斜三棱柱ABC-A
1B
1C
1中,∠BAC=90°,BC
1⊥AC,則C
1在底面ABC上的射影H必在( )
A.直線AB上 | B.直線BC上 | C.直線AC上 | D.△ABC內部 |
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