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2011年普通高等学校招生全国统一考试(新课标卷):理数第18题

  2016-10-28 16:57:58  

(2011新课标卷计算题)

(本小题满分12分)

如图,四棱锥中,底面为平行四边形,底面

(Ⅰ)证明:

(Ⅱ)若,求二面角的余弦值。

【出处】
2011年普通高等学校招生全国统一考试(新课标卷):理数第18题
【答案】

(Ⅰ)因为,由余弦定理得

从而,故

底面,可得

所以平面, 故  

(Ⅱ)如图,以为坐标原点,的长为单位长,射线轴的正半轴建立空间直角坐标系,则

设平面的法向量为,则,即

因此可取

设平面的法向量为,则

可取

故二面角 的余弦值为 。

【解析】

本题主要考查立体几何线线垂直、空间直角坐标系和求二面角。

(Ⅰ)由三垂线定理,只需证在底面的投影即可,由于,且底面是平行四边形,又,所以可由余弦定理可得。进而由勾股定理得出,即

(Ⅱ)要求二面角的大小,建立空间直角坐标系求出两面的法向量,计算出法向量的夹角即可得到二面角的大小。     

【考点】
空间向量的应用点、直线、平面的位置关系


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