如圖,平面平面
,四邊形
為矩形,
.
為
的中點,
.
(1)求證:;
(2)若時,求二面角
的余弦值.
(1)證明過程詳見解析;(2).
解析試題分析:本題主要考查線線垂直、線面垂直、面面垂直、向量法等基礎知識,考查學生的空間想象能力、邏輯推理能力、計算能力.第一問,連結OC,由于為等腰三角形,O為AB的中點,所以
,利用面面垂直的性質,得
平面ABEF,利用線面垂直的性質得
,由線面垂直的判定得
平面OEC,所以
,所以線面垂直的判定得
平面
,最后利用線面垂直的性質得
;第二問,利用向量法,先建立空間直角坐標系,求出平面FCE和平面CEB的法向量,再利用夾角公式求二面角的余弦值,但是需要判斷二面角是銳角還是鈍角.
試題解析:(1)證明:連結OC,因AC=BC,O是AB的中點,故.
又因平面ABC平面ABEF,故
平面ABEF, 2分
于是.又
,所以
平面OEC,所以
, 4分
又因,故
平面
,所以
. 6分
(2)由(1),得,不妨設
,
,取EF的中點D,以O為原點,OC,OB,OD所在的直線分別為x,y,z軸,建立空間直角坐標系,設
,則
,
在的直線分別為軸,建立空間直角坐標系,
則從而
設平面
的法向量
,由
,得
, 9分
同理可求得平面的法向量
,設
的夾角為
,則
,由于二面角
為鈍二面角,則余弦值為
13分
考點:線線垂直、線面垂直、面面垂直、向量法.
科目:高中數學 來源: 題型:解答題
如圖,在棱長為a的正方體ABCD-A1B1C1D1中,G為△BC1D的重心,
(1)求證:A1、G、C三點共線;
(2)求證:A1C⊥平面BC1D;
(3)求點C到平面BC1D的距離.
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