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(08年杭州市质检二理)  (14分)如图,矩形与矩形全等,且所在平面所成的二面角为,记两个矩形对角线的交点分别为

(1)求证:平面

(2)当,且时,求异面直线所成的角;

(3)当,且时,求二面角的余弦值(用表示)。

 

解析:(1)连接分别是的中点,

,而平面

;                                                                                                       4分

(2)以为原点,分别为轴,轴建立空间直角坐标系,如图:

由条件可设,又

设异面直线AC与所成角为,                                                       4分

,∴

异面直线所成角为

(3)设

,又有, 

,得

设平面的法向量为

,而

,设平面的法向量为m,则

 。                                              6分

 

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