(本小题满分12分)
如图,在以,,,,,为顶点的五面体中,面为正方形,,,且二面角与二面角都是。
(1)证明:平面平面;
(2)求二面角的余弦值。
(1)因为面为正方形,所以,又因为,所以,因为面,面,且,所以面,又因为面,所以平面平面; ......6分
(2),平面,平面,所以平面,而平面平面,所以,如下图,四边形为等腰梯形,以为原点,建立如下图空间直角坐标系,
设,,,,,所以,,,设平面的法向量为,且可解得,设平面的法向量为,由及,可解得,设二面角的大小为,则,所以二面角的余弦值为。 ......12分
(1)应用一条直线垂直于平面上相交的两条直线,则该直线垂直于这一平面,可证明面,又因为面,即可证明平面平面。
(2)根据证得的垂直关系建立空间直角坐标系,求出平面、平面的法向量,即可求得二面角的余弦值。