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【题目】如图,在三棱柱中,四边形是矩形, ,平面平面.

(1)证明:

(2)若, ,求二面角的余弦值.

【答案】(1)证明见解析;(2).

【解析】分析:(1) 先证明四边形是平行四边形,再证明从而可得四边形是菱形,进而可得;(2)为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,利用向量垂直数量积为零,列方程组求出平面的法向量结合平面的法向量为利用空间向量夹角余弦公式可得结果.

详解(1)证明: 在三棱柱中,

.

.

平面.

相交于点,相交于点,连接

四边形均是平行四边形,

,平面

是平面与平面所成其中一个二面角的平面角.

又平面平面,

四边形是菱形,从而.

(2)解:由(1)及题设可知四边形是菱形,

.

为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,

,,

.

设平面的法向量

,可得.

又由(1)可知平面,

可取平面的法向量为

由图可知二面角的平面角为锐角,所以它的余弦值为.

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