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【题目】已知:在四棱锥中,的中点,是等边三角形,平面平面.

(Ⅰ)求证:平面

(Ⅱ)求二面角的余弦值.

【答案】(Ⅰ)见证明;(Ⅱ)

【解析】

(Ⅰ)分别证明即可得出平面

(Ⅱ)以为空间坐标原点,分别以的方向为轴、轴、轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系.分别求出平面、平面的法向量,利用得出二面角的余弦值。

解:(Ⅰ)取的中点为,连结,设,连结.

四边形与四边形均为菱形

为等边三角形,中点

平面平面且平面平面.

平面

平面

平面

分别为的中点

平面

平面

(Ⅱ)取的中点为,以为空间坐标原点,分别以的方向为轴、轴、轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系.

,则.

,.

设平面的一法向量.

.令,则.

由(Ⅰ)可知,平面的一个法向量.

二面角的平面角的余弦值.

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