(本小题满分14分)
如图1所示,在边长为12的正方形
中,点
在线段
上,且
,
,作![]()
![]()
,分别交
,
于点
,
,作![]()
![]()
,分别交
,
于点
,
,将该正方形沿
,
折叠,使得
与
重合,构成如图2所示的三棱柱
.
(Ⅰ)求证:
平面
;
(Ⅱ)求四棱锥
的体积;
(Ⅲ)求平面
与平面
所成锐二面角的余弦值.

(本小题满分14分)
如图1所示,在边长为12的正方形
中,点
在线段
上,且
,
,作![]()
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,分别交
,
于点
,
,作![]()
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,分别交
,
于点
,
,将该正方形沿
,
折叠,使得
与
重合,构成如图2所示的三棱柱
.
(Ⅰ)求证:
平面
;
(Ⅱ)求四棱锥
的体积;
(Ⅲ)求平面
与平面
所成锐二面角的余弦值.

(本小题满分14分)
(Ⅰ)证明:在正方形
中,因为
,
所以三棱柱
的底面三角形
的边
.
因为
,
,
所以
,所以
.…………………………………2分
因为四边形
为正方形,
,
所以
,而
,
所以
平面
. …………………………………………………………5分
(Ⅱ)解:因为
平面
,
所以
为四棱锥
的高.
因为四边形
为直角梯形,且
,
,
所以梯形
的面积为
.
所以四棱锥
的体积
. ……………………9分
(Ⅲ)解:由(Ⅰ)、(Ⅱ)可知,
,
,
两两互相垂直.以
为原点,建立如图所示的空间直角坐标系
,
则
,
,
,
,
,
所以
,
,
设平面
的一个法向量为
.
则
即
令
,则
.
所以
.………………………………………………………………12分
显然平面
的一个法向量为
.
设平面
与平面
所成锐二面角为
.
则
.
所以平面
与平面
所成锐二面角的余弦值为
.……………………14分