已知平行四邊形ABCD(圖1)中,AB=4,BC=5,對(duì)角線AC=3,將三角形ACD沿AC折起至PAC位置(圖2),使二面角為600,G,H分別是PA,PC的中點(diǎn).

(1)求證:PC平面BGH;
(2)求平面PAB與平面BGH夾角的余弦值.

(1)詳見(jiàn)解析;(2)平面PAB與平面BGH夾角的余弦值

解析試題分析:(1)求證: 平面,證明線面垂直,只需證明線和平面內(nèi)兩條相交直線垂直即可,由于的中位線,,所以,由已知,對(duì)角線,得,從而可得,即,即,只需再找一條垂線即可,
問(wèn)題得證,要證,只要即可,由已知二面角為600,可找二面角的平面角,故過(guò)C作,連,則,這樣可證得,從而得證;(2)求平面PAB與平面BGH夾角的余弦值,求二面角的大小,可采用向量法來(lái)求,以CE的中點(diǎn)O為原點(diǎn),建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,由題意可得各點(diǎn)的坐標(biāo),分別找出兩個(gè)平面的法向量,即可求出平面PAB與平面BGH夾角的余弦值.
試題解析:(1)證明:過(guò)C作,連BE,PE
,
四邊形是矩形,,
平面PEC,
是正三角形
平面PEC
=5=BC,
而H是PC的中點(diǎn),,的中位線,,
,平面BGH.
(2)以CE的中點(diǎn)O為原點(diǎn),建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,則,
,,
先求平面PAB的法向量為,而平面BGH的法向量為,
設(shè)平面PAB與平面BGH的夾角為,則.

考點(diǎn):直線與平面垂直的判定;二面角的平面角及求法.

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(1)求證:;
(2)求證:平面;
(3)求二面角的余弦值.

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