如圖，在四棱錐中，底面是正方形，側(cè)棱⊥底面 ，，是的中點，作交于點．
（1）求證：平面；
（2）求二面角的正弦值．

（1）證明過程詳見解析；（2）.

解析試題分析：本題主要考查線線平行、線面平行、二面角等基礎知識，考查學生的空間想象能力、邏輯推理能力、計算能力、轉(zhuǎn)化能力.第一問，利用向量法證明平面，利用已知的垂直關系建立空間直角坐標系，寫出點A，P，B坐標，計算出向量和坐標，由于說明，再利用線面平行的判定平面；第二問，利用向量垂直的充要條件證明，而，則利用線面垂直的判定得平面EFD，所以平面EFD的一個法向量為，再利用法向量的計算公式求出平面DEB的法向量，最后利用夾角公式求二面角的正弦值.
如圖建立空間直角坐標系，點為坐標原點，設. ……..…1分

（1）證明：連結(jié)交于點，連結(jié).依題意得.
因為底面是正方形，所以點是此正方形的中心，
故點的坐標為，且.               
所以,即,而平面,且平面,
因此平面．                           ……5分
（2）,又,故,所以.
由已知，且,所以平面. ………7分
所以平面的一個法向量為.,
不妨設平面的法向量為
則                      
不妨取則，即  …10分
設求二面角的平面角為
 因為，所以．
二面角的正弦值大小為． ………12分
考點：線線平行、線面平行、二面角.

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中數(shù)學 來源： 題型：解答題

如圖所示，平面平面，且四邊形為矩形，四邊形為直角梯形，，，，．
（1）求證平面；（2）求平面與平面所成銳二面角的余弦值.

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科目：高中數(shù)學 來源： 題型：解答題

（本小題滿分12分）
在如圖所示的多面體中，四邊形和都為矩形。

（Ⅰ）若，證明：直線平面；
（Ⅱ）設，分別是線段，的中點，在線段上是否存在一點，使直線平面？請證明你的結(jié)論。

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科目：高中數(shù)學 來源： 題型：解答題

如圖，和所在平面互相垂直，且，，E、F、G分別為AC、DC、AD的中點.
（1）求證：平面BCG；
（2）求三棱錐D-BCG的體積.
附：椎體的體積公式，其中S為底面面積，h為高.

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科目：高中數(shù)學 來源： 題型：解答題

如圖，正三棱柱ABC－A1B1C1的所有棱長都為2，D為CC1中點.
（1）求證：AB1⊥面A1BD；
（2）求二面角A－A1D－B的余弦值；
（3）求點C到平面A1BD的距離.

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科目：高中數(shù)學 來源： 題型：解答題

（12分）（2011•重慶）如圖，在四面體ABCD中，平面ABC⊥ACD，AB⊥BC，AD=CD，∠CAD=30°

（Ⅰ）若AD=2，AB=2BC，求四面體ABCD的體積．
（Ⅱ）若二面角C﹣AB﹣D為60°，求異面直線AD與BC所成角的余弦值．

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科目：高中數(shù)學 來源： 題型：解答題

如圖菱形ABEF所在平面與直角梯形ABCD所在平面互相垂直，AB=2AD=2CD=4，,點H、G分別是線段EF、BC的中點.
（1）求證：平面AHC平面;（2）點M在直線EF上，且平面，求平面ACH與平面ACM所成銳角的余弦值.

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科目：高中數(shù)學 來源： 題型：解答題

如圖，在直三棱柱中，，，且異面直線與所成的角等于.

（1）求棱柱的高；
（2）求與平面所成的角的大小.

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科目：高中數(shù)學 來源： 題型：解答題

如圖，四棱柱ABCD—A1B1C1D1中，側(cè)棱A1A⊥底面ABCD，AB∥DC，AB⊥AD，AD＝CD＝1，AA1＝AB＝2，E為棱AA1的中點．

(1)證明B1C1⊥CE；
(2)求二面角B1­CE­C1的正弦值；
(3)設點M在線段C1E上，且直線AM與平面ADD1A1所成角的正弦值為，求線段AM的長．

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