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如圖,平面平面,四邊形為矩形,的中點,

(1)求證:
(2)若與平面所成的角為,求二面角的余弦值.
(1)詳見解析;(2).

試題分析:(1)連接,要證,只需證明,只需證明, 由已知面面垂直,易證,所以,,得到,因為,易證,所以,得,得證,即證 ;(2)設由(1)法一:知,為等邊三角形,設,則分別為,的中點,也是等邊三角形.取的中點,連結,則,
所以為二面角的平面角,然后用余弦定理計算.法二:如圖建立空間直角坐標系,分別計算兩個平面的法向量,利用公式,根據實際圖形為鈍二面角.
試題解析:如圖:

(1)證明:連結,因的中點,

又因平面平面,
平面,            2分
于是
,
所以平面
所以,                 4分
又因,
平面,
所以.                 6分
(2)解法一:由(I),得.不妨設,.          7分
為直線與平面所成的角,
,
所以,為等邊三角形.                        9分
,則分別為,的中點,也是等邊三角形.
的中點,連結,則,
所以為二面角的平面角.                     12分
中,,                      13分
,
即二面角的余弦值為.                            14分
解法二:取的中點,以為原點,,,所在的直線分別為,軸建立空間直角坐標系.不妨設,則,,,,   8分
從而,.
設平面的法向量為
,得
可取.            10分
同理,可取平面的一個法向量為  
.                 12分
于是,   13分
易見二面角的平面角與互補,
所以二面角的余弦值為.                        14分
練習冊系列答案
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(1)證明://平面;
(2)證明:平面.

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A.若,則
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(1)若,則
(2)若,,則;
(3)若,,則
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已知面,,直線,直線,斜交,則(  )
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C.不平行但可能垂直D.既不垂直也不平行

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同步練習冊答案
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