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如图,在直三棱柱中,为棱 上的一点,分别为的重心.
(1)求证:
(2)若二面角的正切值为,求两个半平面所成锐二面角的余弦值;
(可选)若点在平面的射影正好为,试判断在平面的射影是否为
(1)证明:设的中点分别为
分别是的重心
三点共线,且
三点共线,且

在矩形中显然有
;
(2)方法一:因为在之三棱柱中,由于,所以两两垂直故可以建立以轴,轴,轴的空间直角坐标系,则有:

可设点的坐标为,面的法向量为

可以取
显然面的法向量为
由二面角的正切值为,则易求得求二面角的余弦值为
.
即点的中点;
同理可求得面的法向量

两个半平面所成锐二面角的余弦值
方法二:连接,则在等腰中,
又易证:

为二面角的平面角
中,,而在三角形中易求得
,即得到点的中点
以下解法同解法一.
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