【題目】在直三棱柱中，，，D為線段AC的中點(diǎn).

（1）求證：：

（2）求直線與平面所成角的余弦值；

（3）求二面角的余弦值.

【答案】（1）見解析；（2）；（3）

【解析】

（1）由直三棱柱的定義可得,再根據(jù)等腰三角形性質(zhì)可得,再由線面垂直的判定可得平面,即可證明.

（2）取線段的中點(diǎn)為,分別取作為軸,軸,軸,建立空間直角坐標(biāo)系,寫出各個點(diǎn)的坐標(biāo),利用向量數(shù)量積運(yùn)算求得平面BC1D的法向量,即可由線面夾角的求法求得直線與平面所成角的余弦值.

（3）由平面BC1D的法向量和平面的法向量,即可利用法向量法求得二面角的余弦值.

（1）證明：由直三棱柱,可得底面,

∴.

∵,D為線段的中點(diǎn).

∴,又,

∴平面,

∴.

（2）取線段的中點(diǎn)為,分別取作為軸,軸,軸,建立空間直角坐標(biāo)系,如下圖所示:

,

,,,

設(shè)平面BC1D的法向量為,

則,代入可得,令可得

即.

∴直線與平面所成角的余弦值

||.

（3）,,.

設(shè)平面的法向量為,

則,代入可得,令,解得

即.

∴.

由圖可知,二面角為銳二面角

∴二面角的余弦值為.

練習(xí)冊系列答案
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（1）求曲線在處的切線方程；

（2）函數(shù)在區(qū)間上有零點(diǎn)，求的值；

（3）若不等式對任意正實(shí)數(shù)恒成立，求正整數(shù)的取值集合．

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