(本小題滿分14分)
已知直角梯形中(如圖1),,的中點,
沿折起,使面(如圖2),點在線段上,.
(1)求異面直線所成角的余弦值;
(2)求二面角的余弦值;
(3)在四棱錐的棱上是否存在一點,使得平面,若存在,求出點的位置,若不存在,請說明理由.

(1)略
(2)
(3) 存在的中點,使得平面

解:(1)依題意知:.
,面,
所以.                                       …………2分
又因為.
為原點,建立如圖所示的坐標系,                          …………3分
.            …………4分
由于
所以,
.                                              …………5分
所以,.
所以.       …………6分
(2)易知為平面的法向量. …………7分
設(shè)平面的法向量為
,…………8分
 則,即.                     …………9分
二面角的平面角為,則.…………10分
(3)方法一:存在的中點,使得:平面,證明如下:
連接,交,取中點,連.
在△中,分別為中點,則       …………11分
在△中,分別為中點,則.        …………12分
所以平面平面.
平面,
所以平面.                                       …………14分
方法二:假設(shè)在四棱錐的棱上存在一點,使得平面,不妨設(shè):,                                      …………11分
,得.                   …………12分
由(2)知平面的法向量,由.  ……13分
故存在的中點,使得平面.                   …………14分
練習(xí)冊系列答案
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