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【题目】如图,在棱长为2的正方体中,M是线段AB上的动点.

证明:平面

若点MAB中点,求二面角的余弦值;

判断点M到平面的距离是否为定值?若是,求出定值;若不是,请说明理由.

【答案】(1)证明见解析;(2);(3)点到平面的距离为定值.

【解析】

(1)利用正方体的性质得,由线面平行的判定定理证明即可.(2)建立空间直角坐标系求出平面和平面的法向量利用向量的夹角公式求出二面角的余弦值,即可得解.(3)(1)得点到平面的距离等于上任意一点到平面的距离结合(2)和点到面的距离公式得点到平面的距离即可.

(1)证明:因为在正方体中,平面平面平面

(2)在正方体中,两两互相垂直,则建立空间直角坐标系如图所示,则,所以,设向量分别为平面和平面的法向量,由

,则.

同理

,则.

二面角的平面角为锐角,

二面角的余弦值为

(3)由(1)知平面.到平面的距离等于上任意一点到平面的距离,取点,结和(2)和点到平面的距离.到平面的距离定值为

练习册系列答案
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