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【题目】如图,在直角△中,,△通过△以直线为轴顺时针旋转120°得到(),点为线段上一点,且.

1)求证:,并证明:平面

2)分别以轴建立空间直角坐标系,求异面直线所成角的大小(用反余弦运算表示);

3)若,求锐二面角的大小.

【答案】1)证明见解析;(2;(3.

【解析】

1)利用余弦定理求得,通过证明,证得平面.

2)利用直线和直线的方向向量,计算出线线角的余弦值,进而求得线线角的大小.

3)判断出锐二面角的平面角,进而求得其大小.

1)由于,所以,在三角形中,由余弦定

理得.

所以,所以.

依题意可知,所以平面,由于平面,所以.

因为,所以平面.

2)在三角形中,由余弦定理得.所以.

依题意建立如图所示空间直角坐标系.,设,由

所以,解得,所以.

所以.设异面直线所成角为,则,由于,所以.

3)由于,所以是等腰直角三角形斜边的中点,所以,所以.

由(1)知平面,所以,所以锐二面角的平面角的平面角为,其大小为.

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其中( ).

A. 只有①,②成立.

B. 只有③成立.

C. 只有成立.

D. ①、②、③、④都不成立.

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