Question

如圖，在四棱錐中，底面，， ，   ，是的中點(diǎn)．
（Ⅰ）證明：；
（Ⅱ）證明：平面；
（Ⅲ）求二面角的正切值．

Answer 1

（Ⅰ）證明：見(jiàn)解析。（Ⅱ）證明：見(jiàn)解析。（Ⅲ）二面角的正切值是．

解析試題分析：（1）根據(jù)題目中的線面的垂直性質(zhì)定理得到線線垂直的證明。
（2）利用上一問(wèn)的結(jié)論和線面垂直的判定定理得到證明。
（3）結(jié)合三垂線定理作出二面角的平面角，然后借助于三角形來(lái)求解大小。
（Ⅰ）證明：在四棱錐中，因底面，平面，故．
，平面．
而平面，．…………………………………………（4分）
（Ⅱ）證明：由，，可得．
是的中點(diǎn)，．
由（Ⅰ）知，，且，所以平面．
而平面，．
底面在底面內(nèi)的射影是，，．
又，綜上得平面．………………………………（8分）
（Ⅲ）解法一：過(guò)點(diǎn)作，垂足為，連結(jié)．則（Ⅱ）知，平面，在平面內(nèi)的射影是，則．
因此是二面角的平面角．
由已知，得．設(shè)，
可得．
在中，，，
則．
在中，．
所以二面角的正切值為．……………………………………（12分）
解法二：由題設(shè)底面，平面，則平面平面，交線為．
過(guò)點(diǎn)作，垂足為，故平面．過(guò)點(diǎn)作