【題目】如圖所示,直三棱柱中, , 的中點, 的中點.

(1)求證: ;

(2)若,求二面角的余弦值.

【答案】(1)證明見解析;(2).

【解析】試題分析:1設(shè)交于,連接,,則平行且相等.∴四邊形為平行四邊形,由線面平行的判定定理可得結(jié)果;2的中點為原點,分別以方向為軸和軸正方向,以方向為軸正方向,建立空間直角坐標系,分別求出平面與平面的一個法向量,根據(jù)空間向量夾角余弦公式,可得結(jié)果.

試題解析:(1)設(shè)交于,連接

,則平行且相等.

∴四邊形為平行四邊形.

,又,

.

(2)以的中點為原點,分別以方向為軸和軸正方向,以方向為軸正方向,建系如圖,設(shè) ,則有

, ,

,∴,∴

,則.

解得.

所以面的法向量為

又設(shè)面的法向量為, ,

, ,所以,令,

,

.

所以二面角的余弦值為.

【方法點晴】本題主要考查線面平行的判定定理、利用空間向量求二面角,屬于難題.證明線面平行的常用方法:①利用線面平行的判定定理,使用這個定理的關(guān)鍵是設(shè)法在平面內(nèi)找到一條與已知直線平行的直線,可利用幾何體的特征,合理利用中位線定理、線面平行的性質(zhì)或者構(gòu)造平行四邊形、尋找比例式證明兩直線平行.②利用面面平行的性質(zhì),即兩平面平行,在其中一平面內(nèi)的直線平行于另一平面. 本題(1)是就是利用方法①證明的.

練習(xí)冊系列答案
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B.
C.
D.

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