如圖,已知三棱柱的側(cè)棱與底面垂直,且,,,點分別為、的中點.
(1)求證:平面;
(2)求證:;
(3)求二面角的余弦值.

解析試題分析:(1)線面平行的證明主要是走線面平行的判定定理這條路,因此必須在平面內(nèi)尋找到一條與平行的直線,借助平幾知識,這條直線不難找到;(2)在證明垂直關(guān)系時,如果幾何證明有困難,也可從向量考慮;(3)求二面角的大小,主要是走向量這條路,它有固定步驟:首先求兩個面的法向量,其次求法向量的余弦值進而得法向量的夾角,然后根據(jù)二面角是銳角還是鈍角,決定其大小.
試題解析:(1)證明:連接,的中點 ,過點,
的中點,
,平面;
(2)在直角中,,
棱柱的側(cè)棱與底面垂直,且,以點為原點,以所在的直線為軸建立如圖所示空間直角坐標(biāo)系如圖示,則,,,
,,
;
(3)依題意得,,,,,,,
設(shè)面的一個法向量為
,得,令,得,
同理可得面的一個法向量為,
故二面角的平面角的余弦值為.
考點:空間向量與立體幾何.

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