如圖,在三棱柱中,側(cè)面,均為正方形,∠,點是棱的中點.

(Ⅰ)求證:⊥平面;
(Ⅱ)求證:平面
(Ⅲ)求二面角的余弦值.
(Ⅰ)詳見解析;(Ⅱ)詳見解析;(Ⅲ).

試題分析:(Ⅰ)由側(cè)面均為正方形可證明三棱柱是直三棱柱. 又點是棱的中點可證明.從而通過線面垂直的判定定理可證⊥平面;(Ⅱ)連結(jié),交于點,連結(jié),通過三角形中位線的知識證明線線平行,從而由線面平行的判定定理得到平面;(Ⅲ)根據(jù)題中相關(guān)垂直條件構(gòu)建空間直角坐標系.再找平面的法向量及平面的法向量,計算法向量的夾角,通過比較得到二面角的平面角,從而得到所求.
試題解析:(Ⅰ)證明:因為側(cè)面,均為正方形,
所以,
所以平面,三棱柱是直三棱柱.         1分
因為平面,所以,   2分
又因為中點,
所以.                 3分
因為,
所以平面.          4分
(Ⅱ)證明:連結(jié),交于點,連結(jié)
因為為正方形,所以中點,
中點,所以中位線,
所以,             6分
因為平面,平面,
所以平面.        8分

(Ⅲ)解: 因為側(cè)面,均為正方形, ,
所以兩兩互相垂直,如圖所示建立直角坐標系.
設(shè),則.
,            9分
設(shè)平面的法向量為,則有
,得.                                   10分
又因為平面,所以平面的法向量為
設(shè)二面角的平面角為,則
           11分
所以,二面角的余弦值為.            12分
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