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如图,已知二面角α-l-β的平面角为45°,在半平面α内有一个半圆O,其直径AB...

如图,已知二面角α-l-β的平面角为45°,在半平面α内有一个半圆O,其直径AB在l上,M是这个半圆O上任一点(除A、B外),直线AM、BM与另一个半平面β所成的角分别为θ1、θ2.试证明cos2θ1+cos2θ2为定值.

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过M作MH⊥β,H为垂足,在α内,作MK⊥AB,K为垂足,连接KH,AH,BH,则∠MAH=θ1,∠MBH=θ2.说明∠MKH是二面角α-l-β的平面角.通过AM2=AK•AB,BM2=BK•AB,MK2=AK•BK,在Rt△MHA和Rt△MHB中,表示出sin2θ1+sin2θ2,即可求出所求表达式的值. 证明:过M作MH⊥β,H为垂足,在α内,作MK⊥AB,K为垂足,连接KH,AH,BH, 则∠MAH=θ1,∠MBH=θ2. ∵MH⊥β,AB⊂β, ∴MH⊥AB. ∵MK∩MH=M,MK⊂平面MHK,MH⊂平面MHK, ∴AB⊥平面MHK. ∵HK⊂平面MHK, ∴AB⊥HK. ∴∠MKH是二面角α-l-β的平面角. ∴∠MKH=45°. ∴. 在Rt△AMB中, AM2=AK•AB,BM2=BK•AB,MK2=AK•BK, 在Rt△MHA和Rt△MHB中,. ∴sin2θ1+sin2θ2=== ==. ∴cos2θ1+cos2θ2=2-(sin2θ1+sin2θ2)=2-=.(定值).
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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