(本小题满分13分)
如图,在几何体中,四边形是矩形,平面,,,,分别是线段,的中点。
(1)求证:平面;
(2)求平面与平面所成锐二面角的余弦值。
(1)如图,取的中点,连接,,
又是的中点,所以,且,又是的中点,所以,由四边形是矩形得,,,所以,且,从而四边形是平行四边形,所以,又平面,平面,所以平面。
(2)如图,在平面内,过点作,
因为,所以,又因为平面,所以,,以为原点,分别以,,的方向为轴,轴,轴的正方向建立空间直角坐标系,则,,,,因为平面,所以为平面的法向量,设为平面的法向量,又,,由,得,取,得,从而,所以平面与平面所成锐二面角的余弦值为。
本题主要考查点、直线、平面的位置关系。
(1)取的中点,连接,,根据线线平行定理,得到,由已知条件得知,四边形是矩形,,且,所以四边形是平行四边形,又平面,平面,所以平面;
(2)以为原点,分别以,,的方向为轴,轴,轴的正方向建立空间直角坐标系,得到各点坐标,可知为平面的法向量,设为平面的法向量,由,,求得,再求出平面与平面所成锐二面角的余弦值。