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【题目】在直三棱柱中,D为线段AC的中点.

1)求证:

2)求直线与平面所成角的余弦值;

3)求二面角的余弦值.

【答案】1)见解析;(2;(3

【解析】

1)由直三棱柱的定义可得,再根据等腰三角形性质可得,再由线面垂直的判定可得平面,即可证明.

2)取线段的中点为,分别取作为,,,建立空间直角坐标系,写出各个点的坐标,利用向量数量积运算求得平面BC1D的法向量,即可由线面夹角的求法求得直线与平面所成角的余弦值.

3)由平面BC1D的法向量和平面的法向量,即可利用法向量法求得二面角的余弦值.

1)证明:由直三棱柱,可得底面,

.

,D为线段的中点.

,,

平面,

.

2)取线段的中点为,分别取作为,,,建立空间直角坐标系,如下图所示:

,

,,,

设平面BC1D的法向量为,

,代入可得,可得

.

∴直线与平面所成角的余弦值

||.

3,,.

设平面的法向量为,

,代入可得,,解得

.

.

由图可知,二面角为锐二面角

∴二面角的余弦值为.

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