(本题满分15分)
如图,在三棱柱中,,,,在底面的射影为的中点,是的中点。
(Ⅰ)证明:平面;
(Ⅱ)求二面角的平面角的余弦值。
(Ⅰ)设为的中点,由题意得平面,所以。因为,所以。故平面。由,分别为,的中点,得且,从而且,所以为平行四边形。故。又因为平面,所以平面。
(Ⅱ)作且,连结。由,,得。由,,得与全等。由,得,因此为二面角的平面角。由,,,得,。由余弦定理得。故二面角的平面角的余弦值为。
本题主要考查点、直线、平面的位置关系。
(Ⅰ)设为的中点,根据线面垂直的判定定理证明平面,根据为平行四边形得出,所以平面得证。
(Ⅱ)作且,连结,证明为二面角的平面角,分别求得、、,利用余弦定理即可求解。