(本题满分分)如图,已知三棱柱,平面平面,,,,,分别是,的中点。
(Ⅰ)证明:;
(Ⅱ)求直线与平面所成角的余弦值。
(Ⅰ)如图,连接,由条件知,
平面平面,且交于,
所以平面,
所以。
又因为,,
所以,
(Ⅱ)作交于点,建立如图所示空间直角坐标系。
设,则,,,,,,
则,,,,。
设平面的法向量为,
则
令,则平面的法向量可取。
,
所以,
则,
所以直线和平面所成的角的余弦值为。
本题主要考查空间向量及其运算。
(Ⅰ)连接,先证明平面,进而得到,易知,故可证明平面,则得证。
(Ⅱ)作交于点,以点为原点,为轴正方向,为轴正方向,为轴正方向,建立空间直角坐标系。先求出平面的法向量,再根据求出其向量表达式,利用与的夹角的余弦为所求角的正弦,即可求出。