試題分析:(1)本小題證明的是線線垂直,把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為證明線面垂直(線面垂直

線線垂直),即證

平面

,從而有

;(2)本小題可從傳統(tǒng)幾何方法及空間向量方法入手,法一:先證

,

為等邊三角形,取

的中點(diǎn)

,連結(jié)

,

,可證得

為二面角

的平面角,在三角形FMP中用余弦定理的推論完成求值;法二:利用空間向量解決面面角問(wèn)題,只需找到這兩個(gè)面的法向量

,利用公式

完成計(jì)算即可,但要注意本題面面角為鈍二面角.
試題解析:(1)證明:連結(jié)

,因

,

是

的中點(diǎn),故

.又因平面

平面

,故

平面

,于是

.又

,所以

平面

,所以

,又因

,故

平面

,所以

.

(2)解法一:由(1),得

.不妨設(shè)

,

.因

為直線

與平面

所成的角,故

,所以

,

為等邊三角形.設(shè)

,則

,

分別為

,

的中點(diǎn),

也是等邊三角形.取

的中點(diǎn)

,連結(jié)

,

,則

,

,所以

為二面角

的平面角.在

中,

,

,故

,即二面角

的余弦值為

.
解法二:取

的中點(diǎn)

,以

為原點(diǎn),

,

,

所在的直線分別為

,

,

軸建立空間直角坐標(biāo)系

.不妨設(shè)

,

,則

,

,

,

,從而

,

.

設(shè)平面

的法向量為

,由

,得

,可取

.同理,可取平面

的一個(gè)法向量為

.于是

,易見(jiàn)二面角

的平面角與

互補(bǔ),所以二面角

的余弦值為

.

線線垂直),求二面角的余弦值(可用尋找其二面角的平面角,也可用空間向量知識(shí)完成).