Question

【題目】如圖，四棱錐中，平面，底面是正方形,為中點(diǎn).

（1）求證：平面；

（2）求點(diǎn)到平面的距離；

（3）求二面角的余弦值.

Answer 1

【答案】（1）見(jiàn)解析；（2）；（3）

【解析】

（1）由已知條件推導(dǎo)出，，由此得到平面，從而能夠證明平面．

（2）過(guò)點(diǎn)作于點(diǎn)，平面平面，從而得到線段的長(zhǎng)度就是點(diǎn)到平面的距離，由此能求出結(jié)果．

（3）以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，分別以直線，，為軸，軸，軸，建立空間直角坐標(biāo)系，利用向量法能求出二面角的余弦值．

（1）證明：平面，，

又正方形中，，平面，

又平面，，，是的中點(diǎn)，

，平面

（2）過(guò)點(diǎn)作于點(diǎn)，由（1）知平面平面，

又平面平面，平面，

線段的長(zhǎng)度就是點(diǎn)到平面的距離，

，，

.

（3）以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，分別以直線為軸，軸，軸，建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系，由題意知：

，

設(shè)平面的法向量為，則，

，令，得到，

又，且平面，

平面的一個(gè)法向量為.設(shè)二面角的平面角為

則.二面角的余弦值為.