Question

【題目】如圖，在四棱錐中，為正三角形，,,,平面.

（Ⅰ）點(diǎn)在棱上，試確定點(diǎn)的位置，使得平面;

（Ⅱ）求二面角的余弦值.

Answer 1

【答案】（Ⅰ）當(dāng)為中點(diǎn)時.（Ⅱ）二面角的余弦值為.

【解析】

試題分析：（Ⅰ）根據(jù)題意，以為坐標(biāo)原點(diǎn)，射線，，分別為，，軸的正方向建立空間直角坐標(biāo)系，設(shè),若，則，即，在空間直角坐標(biāo)系中求出相應(yīng)向量坐標(biāo)，可求出，由此確定點(diǎn)的位置（Ⅱ）在空間直角坐標(biāo)系中求出平面的一個法向量，再求出平面的一個法向量，利用夾角公式即可求得二面角的余弦值.

試題解析：

（Ⅰ）∵∴；又∵，∴，可得，，以為坐標(biāo)原點(diǎn)，射線，，分別為，，軸的正方向建立空間直角坐標(biāo)系，設(shè)，則，，，.

（Ⅰ）,故；

設(shè),若，則，即,

即，即，即當(dāng)為中點(diǎn)時，，

則.所以當(dāng)為中點(diǎn)時.

（Ⅱ）設(shè)平面的一個法向量，

，,則且，

即且，

令，則，，則，

再取平面的一個法向量.

則，

故二面角的余弦值為.