问题 填空题

正四面体ABCD边长为2,AO⊥平面BCD,垂足为O,设M为线段AO上一点,且∠BMC=90°,则二面角M-BC-O的余弦值为______.

答案

延长BO,交CD于点N,可得BN⊥CD且N为CD中点.

设正四面体ABCD棱长为1,得等边△ABC中,BN=

3
2

∵AO⊥平面BCD,

∴O为等边△ABC的中心,得BO=

2
3
BN=
3
3

Rt△ABO中,AO=

6
3

设MO=x,则Rt△BOM中,BM=

1
3
+x2

∵∠BMC=90°,得△BMC是等腰直角三角形,

∴BM=AM=

2
2
BC

1
3
+x2
=
2
2

∴MO=

6
6

延长DO,交BC于点E,则DE⊥BC且E为BC中点,连接ME,则∠MEO是二面角M-BC-O的平面角

∵MO=

6
6
,OE=
3
6

∴ME=

(
6
6
)2+(
3
6
)2
=
1
2

cos∠MEO=

OE
ME
=
3
3

故答案为

3
3

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