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）.

解析試題分析：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(nèi)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
考點：1.線面垂直的判

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，在四棱錐中，底面是邊長為的正方形，，，且．

（Ⅰ）求證：平面；
（Ⅱ）求二面角的余弦值；
（Ⅲ）棱上是否存在一點，使直線與平面所成的角是？若存在，求的長；若不存在，請說明理由．

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科目：高中數(shù)學 來源： 題型：解答題

如圖，在三棱錐中，平面，.

（Ⅰ）求證：；
（Ⅱ）設分別為的中點，點為△內(nèi)一點，且滿足，
求證：∥面；
（Ⅲ）若，，求二面角的余弦值．

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科目：高中數(shù)學 來源： 題型：解答題

已知:如圖，等腰直角三角形的直角邊，沿其中位線將平面折起，使平面⊥平面，得到四棱錐，設、、、的中點分別為、、、.

（1）求證：、、、四點共面；
（2）求證：平面平面；
（3）求異面直線與所成的角.

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科目：高中數(shù)學 來源： 題型：解答題

如圖，四棱錐的底面是正方形，⊥平面，

（1）求證：；
（2）求二面角的大小.

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科目：高中數(shù)學 來源： 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小；
（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： 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：平面；
（2）求點到平面的距離．

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科目：高中數(shù)學 來源： 題型：解答題

如圖,在四棱錐中,⊥面,為線段上的點.

(Ⅰ)證明:⊥面 ;
(Ⅱ)若是的中點,求與所成的角的正切值;
(Ⅲ)若滿足⊥面,求的值.

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科目：高中數(shù)學 來源： 題型：解答題

在長方體中，為線段中點．

（1）求直線與直線所成的角的余弦值；
（2）若,求二面角的大小；
（3）在棱上是否存在一點,使得平面？若存在，求的長；若不存在,說明理由．

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