如圖,在棱長為的正方體中,為線段上的點,且滿足
.
(Ⅰ)當時,求證:平面平面;
(Ⅱ)試證無論為何值,三棱錐的體積
恒為定值;
(Ⅲ)求異面直線所成的角的余弦值.

18.解:
方法一、證明:(Ⅰ)∵正方體中,,
∴平面平面, ………………2分
時,的中點,∴,
又∵平面平面
平面,
平面,∴平面平面.………4分
(Ⅱ)∵,為線段上的點,
∴三角形的面積為定值,即,
………………6分
又∵平面,∴點到平面的距離為定值,即, ………………8分
∴三棱錐的體積為定值,即
也即無論為何值,三棱錐的體積恒為定值;………………………10分
(Ⅲ)∵由(Ⅰ)易知平面,
平面,∴,             …………………………12分
即異面直線所成的角為定值,從而其余弦值為.…………………13分
方法二、如圖,以點為坐標原點,建立如圖所示的坐標系.
(Ⅰ)當時,即點為線段的中點,則,又
,,設(shè)平面的法向量為,……1分
,即,令,解得,        …2分
又∵點為線段的中點,∴,∴平面
∴平面的法向量為,           ……………3分
,
∴平面平面,           ………………………4分
(Ⅱ)略;
(Ⅲ)∵,∴,  …………………10分
、,
,,   ……………………………11分
   …………………………………12分
∴不管取值多少,都有,即異面直線所成的角的余弦值為0.……13分
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(  )
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C.垂直于MN,但不垂直于AC
D.與AC、MN都不垂直

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12分)
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