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已知在四棱锥中,底面是矩形,平面分别是的中点.

(1)求证:平面
(2)求二面角的余弦值.

(1)证明过程详见解析;(2).

解析试题分析:本题主要以四棱锥为几何背景,考查线面平行的判定和二面角的求法,可以运用传统几何法,也可以用空间向量方法求解,突出考查空间想象能力和计算能力.第一问,利用线面平行的判定定理,先找出面内的一条线,利用平行四边形证明,从而证明线面平行;第二问,用向量法解题,先建立直角坐标系,求出2个平面的法向量,再求夹角.
试题解析: (1)证明:取的中点,连结.
,且
,∴.
的中点,且
,∴四边形是平行四边形.
.
平面平面.
平面.(6分)
(2)解:以为原点,如图建立直角坐标系,则

设平面的法向量为
可得,令,则
易得平面的法向量可为

如图,易知二面角的余弦值等于,即为. (12分)
考点:1.线面平行的判定定理;2.向量法求二面角.

练习册系列答案
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科目:高中数学 来源: 题型:解答题

如图,四边形ABCD为平行四边形,四边形ADEF是正方形,且BD⊥平面CDE,H是BE的中点,G是AE,DF的交点.

(1)求证:GH∥平面CDE;
(2)求证:面ADEF⊥面ABCD.

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如图,四棱锥中,是正三角形,四边形是矩形,且平面平面

(Ⅰ)若点的中点,求证:平面
(II)试问点在线段上什么位置时,二面角的余弦值为.

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科目:高中数学 来源: 题型:解答题

如图,四棱锥中,四边形为矩形,为等腰三角形,,平面 平面,且分别为的中点.

(Ⅰ)证明:平面
(Ⅱ)证明:平面平面
(Ⅲ)求四棱锥的体积.

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如图,在四棱锥中,底面ABCD是正方形,侧棱底面ABCD,,E是PC的中点.

(Ⅰ)证明 平面EDB;
(Ⅱ)求EB与底面ABCD所成的角的正切值.

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科目:高中数学 来源: 题型:解答题

如图,在四棱锥A-BCDE中,侧面∆ADE是等边三角形,底面BCDE是等腰梯形,且CD∥BE,DE=2,CD=4, ,M是DE的中点,F是AC的中点,且AC=4,

求证:(1)平面ADE⊥平面BCD;
(2)FB∥平面ADE.

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科目:高中数学 来源: 题型:解答题

如图,四棱锥的底面是直角梯形,是两个边长为的正三角形,的中点,的中点.

(Ⅰ)求证:平面
(Ⅱ)求证:平面
(Ⅲ)求直线与平面所成角的正弦值.

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科目:高中数学 来源: 题型:解答题

如图,在四棱锥中,侧面底面,,中点,底面是直角梯形,,,

(1) 求证:平面
(2) 求证:平面平面
(3) 设为棱上一点,,试确定的值使得二面角

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科目:高中数学 来源: 题型:解答题

如图已知:菱形所在平面与直角梯形ABCD所在平面互相垂直,分别是线段的中点. 

(1)求证:平面平面;
(2)试问在线段上是否存在点,使得平面,若存在,求的长并证明;若不存在,说明理由.

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