精英家教网 > 高中数学 > 题目详情

如图,在四棱锥中,底面是边长为的正方形,侧面

底面,且分别为的中点.

(1)求证:平面

(2)求证:面平面

(3)在线段上是否存在点,使得二面角的余弦值为?说明理由.

 

(1)详见解析;(2)详见解析;(3)线段上存在点,使得二面角的余弦值为.

【解析】

试题分析:(1)连接经过点,利用中位线得到,再由直线与平面平行的判定定理得到

平面;(2)利用平面与平面垂直的性质定理结合侧面底面得到平面,从而得到,再由勾股定理证明,结合直线与平面垂直的判定定理证明平面,最后利用平面与平面垂直的判定定理得到平面平面;(3)取的中点,连接

利用平面与平面垂直的性质定理证明平面,然后以点为坐标原点,所在直线分别为轴、轴、轴建立空间直角坐标系,利用空间向量法解决题中二面角问题.

(1)证明:连接,由正方形性质可知,相交于的中点

也为中点,中点.

所以在中,

平面平面

所以平面

(2)证明:因为平面平面,平面

为正方形,平面,所以平面.

平面,所以.

,所以是等腰直角三角形,且,即.

,且,所以.

,所以面

(3)取的中点,连接,因为,所以.

又侧面底面,平面平面,所以平面.

分别为的中点,所以

是正方形,故.

为原点,建立空间直角坐标系

则有

若在上存在点,使得二面角的余弦值为,连接

,由(2)知平面的法向量为

设平面的法向量为.则,即,解得

,得

所以,解得(舍去).

所以,线段上存在点,使得二面角的余弦值为.

考点:1.直线与平面平行;2.平面与平面垂直的性质与判定;3.利用空间向量法处理二面角

 

练习册系列答案
相关习题

科目:高中数学 来源:2013-2014学年广东省揭阳市高三3月第一次模拟考试文科数学试卷(解析版) 题型:选择题

下列函数是偶函数,且在上单调递增的是( )

A. B. C. D.

 

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源:2013-2014学年广东省广州市毕业班综合测试二理科数学试卷(解析版) 题型:选择题

有两张卡片,一张的正反面分别写着数字,另一张的正反面分别写着数字,将两张卡片排在一起组成一个两位数,则所组成的两位数为奇数的概率是( )

A. B. C. D.

 

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源:2013-2014学年广东省广州市毕业班综合测试二文科数学试卷(解析版) 题型:选择题

分别是椭圆的左、右焦点,点在椭圆上,线段的中点在轴上,若,则椭圆的离心率为( )

A. B. C. D.

 

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源:2013-2014学年广东省广州市毕业班综合测试二文科数学试卷(解析版) 题型:选择题

已知集合,则集合的子集个数是( )

A. B. C. D.

 

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源:2013-2014学年广东省东莞市高三第二次模拟考试理科数学试卷(解析版) 题型:填空题

已知的内角的对边分别为,且,则

的面积等于________.

 

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源:2013-2014学年广东省东莞市高三第二次模拟考试理科数学试卷(解析版) 题型:选择题

已知平面和直线,给出条件:①;②;③;④;⑤.

由这五个条件中的两个同时成立能推导出的是( )

A.①④ B.①⑤ C.②⑤ D.③⑤

 

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源:2013-2014学年广东省东莞市高三第二次模拟考试文科数学试卷(解析版) 题型:选择题

如图所示,是圆上的三点,的延长线与线段交于圆内一点,若

,则 ( )

A. B.

C. D.

 

 

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源:2013-2014学年广东省东莞市高三模拟(一)文科数学试卷(解析版) 题型:填空题

在复平面内,复数对应的点的坐标为___________.

 

查看答案和解析>>

同步练习册答案