如图,在四棱锥中,为等边三角形,平面平面,,
,,,为的中点.
20.求证:;
21.求二面角的余弦值;
22.若平面,求的值.
(Ⅰ)略.
试题分析:证明线线垂直可寻求线面垂直,利用题目提供的面面垂直平面平面,借助性质定理证明平面EFCB,进而得出线线垂直.
(Ⅰ)由于平面平面,为等边三角形,为的中点,则,根据面面垂直性质定理,所以平面EFCB,又平面,则.
本题考查线线、线面垂直及求二面角的相关知识及运算,本题属于中档题,熟练利用有关垂直的判定定理和性质定理进行面面垂直、线面垂直、线线垂直之间的转化与证明.
线线垂直的转化.
(Ⅱ).
试题分析:建立空间直角坐标系,写出相关点的坐标,平面AEF的法向量易得,只需求平面AEB的法向量,设平面AEB的法向量,利用线线垂直,数量积为零,列方程求出法向量,再根据二面角公式求出法向量的余弦值.
(Ⅱ)取CB的中点D,连接OD,以O为原点,分别以为轴建立空间直角坐标系,,,,由于平面与轴垂直,则设平面的法向量为,设平面的法向量,,,,,则
本题考查求二面角的相关知识及运算,本题属于中档题,利用空间向量解题时,要建立适当的直角坐标系,准确写出空间点的坐标,利用法向量求二面角.
平面法向量的求解.
(Ⅲ).
试题分析:由于,要想平面,只需,利用向量的坐标,借助数量积为零,求出的值,根据实际问题予以取舍.
(Ⅲ)由(Ⅰ)知平面EFCB,则,若平面,只需, ,又,
,解得或
本题考查利用数量积为零,解决线线、线面垂直问题.
平面向量坐标运算与函数性质的灵活运用.