在如圖所示的幾何體中,平面
,
∥
,
是
的中點,
,
.
(1)證明:∥平面
;
(2)求二面角的大小的余弦值.
(1)詳見解析;(2)
解析試題分析:(1)要證明直線和平面平行,只需證明直線和平面內的一條直線平行,取中點
,連接
,則
,且
,由已知得,
且
,故
,則四邊形
是平行四邊形,可證明
,進而證明
∥平面
,或可通過建立空間直角坐標系,用坐標表示相關點的坐標,證明直線
的方向向量垂直于平面
的法向量即可;(2)先求半平面
和
的法向量的夾角的余弦值,再觀察二面角
是銳二面角還是鈍二面角,來決定二面角
的大小的余弦值的正負,從而求解.
(1)因為,
∥
,所以
平面
.
故以為原點,建立如圖所示的空間直角坐標系,
則相關各點的坐標分別是,
,
,
,
,
.
所以,
因為平面的一個法向量為
,
所以,
又因為平面
,所以
平面
. 6分
(2)由(1)知,,
,
.
設是平面
的一個法向量,由
得
,取
,得
,則
設是平面
的一個法向量,由
得
,取
,則
,則
設二面角的大小為
,則
,故二面角
的大小的余弦值為
.
考點:1、直線和平面平行的判斷;2、二面角的求法.
科目:高中數學 來源: 題型:解答題
如圖,平面ABCD⊥平面ADEF,其中ABCD為矩形,ADEF為梯形,AF∥DE,AF⊥FE,AF=AD=2DE=2,M為AD的中點.
(1)證明:MF⊥BD;
(2)若二面角A-BF-D的平面角的余弦值為,求AB的長.
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科目:高中數學 來源: 題型:解答題
已知棱長為1的正方體AC1,E、F分別是B1C1、C1D的中點.
(1)求點A1到平面的BDEF的距離;
(2)求直線A1D與平面BDEF所成的角.
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科目:高中數學 來源: 題型:解答題
(2013•湖北)如圖,AB是圓O的直徑,點C是圓O上異于A,B的點,直線PC⊥平面ABC,E,F分別是PA,PC的中點.
(1)記平面BEF與平面ABC的交線為l,試判斷直線l與平面PAC的位置關系,并加以證明;
(2)設(1)中的直線l與圓O的另一個交點為D,且點Q滿足.記直線PQ與平面ABC所成的角為θ,異面直線PQ與EF所成的角為α,二面角E﹣l﹣C的大小為β.求證:sinθ=sinαsinβ.
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科目:高中數學 來源: 題型:解答題
四棱錐S-ABCD中,底面ABCD為平行四邊形,側面SBC底面ABCD.已知
ABC=45o,AB=2,BC=2
,SA=SB=
.
(1)證明:SABC;
(2)求直線SD與平面SAB所成角的正弦值.
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