Question

【題目】如圖，已知平面 平面， 與分別是棱長為1與2的正三角形， // ，四邊形為直角梯形， // ， ，點為的重心， 為中點， .

（Ⅰ）當時，求證： //平面；

（Ⅱ）若直線與所成角為，試求二面角的余弦值.

Answer 1

【答案】（1）證明見解析；（2）.

【解析】試題分析：（1）借助題設條件運用線面平行的判定定理推證；（2）借助題設運用空間向量的數(shù)量積公式探求.

試題解析：

解：（Ⅰ）連延長交于，

因為點為的重心，所以

又，所以，所以// ；

因為// ， // ，所以平面//平面，

又與分別是棱長為1與2的正三角形，

為中點， 為中點, // ,又// ，

所以// ，得四點共面

//平面

（Ⅱ）平面 平面，易得平面 平面，

以為原點， 為x軸， 為y軸， 為z軸建立空間直角坐標系，

則，設，

， ，

因為與所成角為，所以，

得， ， ，

設平面的法向量，則，取，

面的法向量，所以二面角的余弦值。