精英家教网 > 高中数学 > 题目详情
如图,四边形均为菱形,设相交于点,若,且.

(1)求证:
(2)求二面角的余弦值.
(1)证明过程详见解析;(2)余弦值为.

试题分析:本题主要考查线面平行、面面平行、二面角等基础知识,考查用空间向量解决立体几何问题的方法,考查空间想象能力、运算能力和推理论证能力.第一问,先根据菱形的定义得,再根据线面平行的判定得,再根据面面平行的判定得面,从而证明;第二问,先根据已知条件得建立空间直角坐标系的最基本的条件,即两两垂直,建立空间直角坐标系,写出点的坐标,求出平面和平面的法向量,利用夹角公式求出夹角并判断二面角为锐二面角,所以所求余弦值为正值.
试题解析:(1) 证明:因为四边形均为菱形,
所以.
因为
所以    2分

所以

所以               4分
(2) 连接,因为四边形为菱形,且,所以为等边三角形,
因为中点.所以
又因为中点,且
所以
,所以                    .6分
两两垂直,建立如图所示的空间直角坐标系
,因为四边形为菱形,

所以       ..8分
所以设平面的一个法向量为
则有,所以,令,则
因为,所以平面的一个法向量为   .10分
因为二面角为锐二面角,设二面角的平面角为

所以二面角的余弦值为                  ..12分
练习册系列答案
相关习题

科目:高中数学 来源:不详 题型:解答题

直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=AA1,∠CAB=.

(1)证明:CB1⊥BA1
(2)已知AB=2,BC=,求三棱锥C1-ABA1的体积.

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源:不详 题型:解答题

四棱锥中,底面为平行四边形,侧面底面.已知

(Ⅰ)证明
(Ⅱ)求直线与平面所成角的正弦值.

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源:不详 题型:填空题

如图,正方体ABCDA1B1C1D1的棱长为1,PBC的中点,Q为线段CC1上的动点,过点APQ的平面截该正方体所得的截面记为S.则下列命题正确的是________(写出所有正确命题的编号).

①当0<CQ<时,S为四边形;
②当CQ时,S为等腰梯形;
③当<CQ<1时,S为六边形;
④当CQ=1时,S的面积为.

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源:不详 题型:填空题

已知半径为5的球被互相垂直的两个平面所截,得到的两个圆的公共弦长为4,若其中一圆的半径为4,则另一圆的半径为    .

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源:不详 题型:填空题

如图,正四棱柱的底面边长,若异面直线所成的角的大小为,则正四棱柱的侧面积为          .

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源:不详 题型:填空题

已知是单位正方体表面上的一个动点,且。则的轨迹的总长度为     .

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源:不详 题型:单选题

如图,平面四边形中, ,,,将其沿对角线折成四面体,使平面平面,若四面体顶点在同一球面上,则该球的体积为(    )
A.B.C.D.

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源:不详 题型:单选题

有一个长方体容器,装的水恰好占其容积的一半;表示水平的桌面,容器一边紧贴桌面,沿将其翻转使之倾斜,最后水面(阴影部分)与其各侧棱的交点分别是(如图),设翻转后容器中的水形成的几何体是,翻转过程中水和容器接触面积为,则下列说法正确的是(  )
A.是棱柱,逐渐增大
B.是棱柱,始终不变
C.是棱台,逐渐增大
D.是棱台,始终不变

查看答案和解析>>

同步练习册答案