如圖,四棱錐

中,底面

是平行四邊形,



底面

(Ⅰ)求證:

;(Ⅱ)若

,求二面角

的余弦值;
(Ⅲ)當(dāng)

時(shí),在線段

上是否存在一點(diǎn)

使二面角

為

,若存在,試確定點(diǎn)

的位置;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由。

(Ⅰ)證明:在

中,
∵


∴

∴

,得

又∵

底面

∴斜線

在底面

內(nèi)的射影為

∴由三垂線定理,得

故,

…………………………………4分
(Ⅱ)以

為原點(diǎn),

分別為

軸、

軸、

軸建立空間直角坐標(biāo)系,則


設(shè)

是平面

的法向量,則

取

,

得
∴

是平面

的一個(gè)法向量。
同理可求:

是平面

的一個(gè)法向量
∴

………………………………7分
故,二面角

的余弦值

(Ⅲ)顯然

是平面

的一個(gè)法向量,可是

因

得

從而,得


設(shè)

是平面

的法向量,同(Ⅱ)容易解得

是平面

的一個(gè)法向量。
由題意,得

………………12分
即

,注意到

解得

故,當(dāng)點(diǎn)

在線段

上,且滿足

時(shí),二面角

為

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題
科目:高中數(shù)學(xué)
來(lái)源:不詳
題型:單選題
如圖,正方體各條棱所在的直線中和棱AA
1所在直線互相垂直的有 ( )

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科目:高中數(shù)學(xué)
來(lái)源:不詳
題型:單選題
在正方體ABCD-A
1B
1C
1D
1中,直線A
1B與平面ABC
1D
1所成的角為
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科目:高中數(shù)學(xué)
來(lái)源:不詳
題型:單選題
已知兩直線
m、
n,兩平面α、
β,且

.下面有四個(gè)命題( )
(1)若

; (2)

;
(3

; (4)

.
其中正確命題的個(gè)數(shù)是
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科目:高中數(shù)學(xué)
來(lái)源:不詳
題型:單選題
在三棱錐

中,側(cè)棱

、

、

兩兩垂直,

、

、

的面積分別為

、

、

,則該三棱錐外接球的表面積為
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科目:高中數(shù)學(xué)
來(lái)源:不詳
題型:單選題
在正方體ABCD-A1B1C1D1中,P、Q分別是棱AA1、CC1的中點(diǎn),則過(guò)點(diǎn)B、P、Q的截面是( )
A.三角形 B.菱形但不是正方形
C.正方形 D.鄰邊不等的矩形
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科目:高中數(shù)學(xué)
來(lái)源:不詳
題型:解答題
已知直四棱柱
ABCD—
A1B1C1D1的底面是菱形,且∠
DAB=60°,
AD=
AA1,
F為棱
BB1的中點(diǎn),
M為線段
AC1的中點(diǎn)。
(1)求證:直線
MF∥平面
ABCD;
(2)求平面
AFC1與平面
ABCD所成二面角的大小。

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科目:高中數(shù)學(xué)
來(lái)源:不詳
題型:解答題
正△

的邊長(zhǎng)為4,

是

邊上的高,

分別是

和

邊的中點(diǎn),現(xiàn)將△

沿

翻折成直二面角

.
(1)試判斷直線

與平面

的位置關(guān)系,并說(shuō)明理由;
(2)求平面BDC與平面DEF的夾角的余弦值;
(3)在線段

上是否存在一點(diǎn)

,使

?證明你的結(jié)論.

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科目:高中數(shù)學(xué)
來(lái)源:不詳
題型:填空題
已知三棱柱

的體積為

,

為其側(cè)棱

上的任意一點(diǎn),則四棱錐

的體積為_(kāi)___________

.
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