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(14分)如图所示的几何体中,平面,

的中点.

(Ⅰ)求证:;

(Ⅱ)求二面角的余弦值.

解析:解法一: 分别以直线轴、轴、轴,建立如图所示的空间直角坐标系,设,则

所以.        ………………………… 4分

(Ⅰ)证: …… 5分

     …… 6分

,即.……………………… 7分

(Ⅱ)解:设平面的法向量为, 

,

得平面的一非零法向量为  ………………………… 10分

又平面BDA的法向量为      …………………………………… 11分

∴二面角的余弦值为.         …………………………… 14分

解法二:

(Ⅰ)证明:取的中点,连接,则,

四点共面, ………………………… 2分

平面,  

.            ………………………… 3分

           

             ………………………… 4分

平面     ………………………… 6分

;             ……………………… 7分

(Ⅱ)取的中点,连,则

平面

,连,则

是二面角的平面角.          ……………………… 9分

, 的交点为,记,,则有

 

.

.

,                            …………………… 12分

中,

即二面角的余弦值为.                  …………………… 14分
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