(12分)
如图,在四棱锥中,,且。
(1)证明:平面平面;
(2)若,,求二面角的余弦值。
(1)因为,所以,,又因,所以,又因,所以平面,又因平面,所以平面平面。
(2)因为,且,所以四边形为平行四边形。取,分别为,中点,连接,,则。由(1)知平面,所以,,所以,,又因,,所以为等腰直角三角形,所以。如图,以为原点建立空间直角坐标系,不妨令,则,,,,,则,,,设平面的一个法向量为,则有,设平面的一个法向量为,则有,所以,显然二面角为钝二面角,所以其余弦值为。
本题主要考查点、平面、直线的位置关系。
(1)根据,,先证平面,再证平面平面即可。
(2)根据已知可证,,,然后建立空间直角坐标系,再设各点坐标,代入公式计算即可。注意所求二面角为钝二面角,所以其余弦值为。