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(本小題滿分12分)正四棱柱中,,點上,且

(1)證明:平面;

(2)求二面角的余弦值.

(1)詳見解析;(2)

【解析】

試題分析:(1)建立空間直角坐標系,利用線面垂直的判定定理,來證明,又,所以平面;(2)求兩個半平面的法向量,由(1)知是平面的一個法向量,所以只需求出平面的法向量即可,設向量是平面的法向量,再利用方程組解得,最后由兩個法向量與二面角平面角的關系即可求得二面角的余弦值.

試題解析:(1)以為坐標原點,分別以、DC、DD1所在的直線為軸、y軸、z軸,建立如圖所示空

間直角坐標系.則.所以,

.有 ,,

,.又,所以平面. 6分

(2)由(1)得是平面的一個法向量,設向量是平面的法向量,

,令,則,,取

所以二面角的余弦值為 12分

考點:(1)線面垂直;(2)求二面角.

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