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在如图所示的几何体中, 四边形是正方形,,,且,,.

(Ⅰ)若交于点,求证:

(Ⅱ)求证:

(Ⅲ)求二面角的余弦值.


证明:(Ⅰ)如图,取中点,连

           在中,因为分别是的中点,

所以,且

 又由已知得,,且

        所以,所以四边形是平行四边形,所以………3分

        又所以 ………4分

     (Ⅱ)如图,以为坐标原点建立空间直角坐标系

           则

             ,………2分

           所以

              

           所以

           所以;                        ………4分

,所以               ………5分

(Ⅲ) 设平面的法向量为

      由(Ⅱ)知

      所以,令,得  ………2分    

      又平面的法向量为            ………3分    

      设二面角的大小为是锐角

      则

      所以二面角的余弦值为            ………5分


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