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【题目】如图,在平面四边形中,等边三角形,,以为折痕将折起,使得平面平面

(1)设的中点,求证:平面

(2)若与平面所成角的正切值为,求二面角的余弦值.

【答案】(1)见证明;(2)

【解析】

(1)推导出平面,从而,再求出,由此能证明平面

(2)由平面,知即为与平面所成角,从而在直角中,,以为坐标原点,分别以所在的方向作为轴、轴的正方向,建立空间直角坐标系.利用向量法能求出二面角的余弦值.

证明:(1)因为平面平面

平面平面平面

所以平面

平面,所以

在等边中,因为的中点,所以

因为

所以平面

(2)解:由(1)知平面,所以即为与平面所成角,

于是在直角中,

为坐标原点,分别以所在的方向作为轴、轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系

设等边的边长为

.

设平面的一个法向量为

,即

,则,于是.

设平面的一个法向量为

,即

解得,令,则,于是

所以.

由题意知二面角为锐角,所以二面角的余弦值为

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