Question

如圖，平面平面，四邊形為矩形，．為的中點(diǎn)，．

（1）求證：；

（2）若時(shí)，求二面角的余弦值．

 

Answer 1

（1）證明過(guò)程詳見(jiàn)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(chǔ)知識(shí)，考查學(xué)生的空間想象能力、邏輯推理能力、計(jì)算能力．第一問(wèn)，連結(jié)OC，由于為等腰三角形，O為AB的中點(diǎn)，所以，利用面面垂直的性質(zhì)，得平面ABEF，利用線面垂直的性質(zhì)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(zhì)得；第二問(wèn)，利用向量法，先建立空間直角坐標(biāo)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(jié)OC，因AC=BC，O是AB的中點(diǎn)，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(shè)，，取EF的中點(diǎn)D，以O(shè)為原點(diǎn)，OC，OB，OD所在的直線分別為x，y，z軸，建立空間直角坐標(biāo)系，設(shè)，則，

在的直線分別為軸，建立空間直角坐標(biāo)系，

則從而設(shè)平面的法向量，由，得， 9分

同理可求得平面的法向量，設(shè)的夾角為，則，由于二面角為鈍二面角，則余弦值為 13分

考點(diǎn)：線線垂直、線面垂直、面面垂直、向量法．