如圖,在直三棱柱(側棱和底面垂直的棱柱)中,
,
,
,且滿足
.
(1)求證:平面側面
;
(2)求二面角的平面角的余弦值。
(1)詳見解析;(2)
解析試題分析:(1)可證得面
側面
(2)此問采用空間向量法較好。先建系,寫出個點坐標,再給出各向量的坐標,分別求面
和面
的法向量。先求得兩法向量所成角的余弦值,但兩法向量所成的角和二面角相等或互補,觀察可知此二面角為頓角,所以余弦值為負值。
試題解析:(1)證明: ,
又 4分
(2)由(Ⅰ)知,以點為坐標原點,以
所在的直線分
別為軸、
軸、
軸,可建立如圖所示的空間直角坐標系,
,
,
,
又由線段上分別有一點
,
滿足,
所以E(1,2,0), F(0,1,1) 6分
面
的一個法向量
8分
此時面的一個法向量為
,則
。
設所求二面角平面角為,觀察可知
為鈍角,
則 。 12分
考點:1線面垂直、面面垂直;2空間向量法解立體幾何。
科目:高中數學 來源: 題型:解答題
如圖,三棱柱ABC-A1B1C1的所有棱長都是2,又AA1⊥平面ABC,D,E分別是AC,CC1的中點.
(1)求證:AE⊥平面A1BD.
(2)求二面角D-BA1-A的余弦值.
(3)求點B1到平面A1BD的距離.
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科目:高中數學 來源: 題型:解答題
如圖,在三棱柱ABCA1B1C1中,AA1C1C是邊長為4的正方形,平面ABC⊥平面AA1C1C,AB=3,BC=5.
(1)求證:AA1⊥平面ABC;
(2)求二面角A1BC1B1的余弦值;
(3)證明:在線段BC1上存在點D,使得AD⊥A1B,并求的值.
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科目:高中數學 來源: 題型:解答題
在直角梯形中,
,
,
,如圖,把
沿
翻折,使得平面
平面
.
(1)求證:;
(2)若點為線段
中點,求點
到平面
的距離;
(3)在線段上是否存在點
,使得
與平面
所成角為
?若存在,求出
的值;若不存在,請說明理由.
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科目:高中數學 來源: 題型:解答題
如圖,四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD是正方形,O為底面中心,A1O⊥平面ABCD,AB=AA1=.
(1)證明:A1C⊥平面BB1D1D;
(2)求平面OCB1與平面BB1D1D的夾角θ的大。
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