试题:
如图,已知四棱锥,底面为菱形,
平面分别是的中点.
(1)证明:
(2)若上的动点,与平面所成最大角的正切值为,求二面角的余弦值.

答案:

我来补答
(1)详见解析;(2).

试题分析:(1)要证明AE⊥PD,我们可能证明AE⊥面PAD,由已知易得AE⊥PA,我们只要能证明AE⊥AD即可,由于底面ABCD为菱形,故我们可以转化为证明AE⊥BC,由已知易我们不难得到结论.
(2)由EH与平面PAD所成最大角的正切值为,我们分析后可得PA的值,由(1)的结论,我们进而可以证明平面PAC⊥平面ABCD,则过E作EO⊥AC于O,则EO⊥平面PAC,过O作OS⊥AF于S,连接ES,则∠ESO为二面角E-AF-C的平面角,然后我们解三角形ASO,即可求出二面角E-AF-C的余弦值.
(1)证明:由四边形为菱形,,可得为正三角形.
因为的中点,所以
,因此
因为平面平面,所以
平面平面
所以平面.又平面
所以.    5分
(2)由(1)知两两垂直,以为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,又分别为的中点,所以



所以.    8分
设平面的一法向量为
因此
,则
因为,所以平面
为平面的一法向量.
,所以.  10分
因为二面角为锐角,所以所求二面角的余弦值为.  12分.
 
 
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