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如图一,平面四边形ABCD关于直线AC对称,∠A=60°,∠C=90°,CD=2...

如图一,平面四边形ABCD关于直线AC对称,∠A=60°,∠C=90°,CD=2.把△ABD沿BD折起(如图二),使二面角A-BD-C的余弦值等于manfen5.com 满分网.对于图二,完成以下各小题:
(Ⅰ)求A,C两点间的距离;
(Ⅱ)证明:AC⊥平面BCD;
(Ⅲ)求直线AC与平面ABD所成角的正弦值.

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(I)取BD的中点E,先证得∠AEC就是二面角A-BD-C的平面角,再在△ACE中利用余弦定理即可求得A,C两点间的距离; (II)欲证线面垂直:AC⊥平面BCD,转化为证明线线垂直:AC⊥BC,AC⊥CD,即可; (III)欲求直线AC与平面ABD所成角,先结合(I)中的垂直关系作出直线AC与平面ABD所成角,最后利用直角三角形中的边角关系即可求出所成角的正弦值. 【解析】 (Ⅰ)取BD的中点E,连接AE,CE, 由AB=AD,CB=CD,得:AE⊥BD,CE⊥BD ∴∠AEC就是二面角A-BD-C的平面角, ∴(2分) 在△ACE中, AC2=AE2+CE2-2AE•CE•cos∠AEC = ∴AC=2(4分) (Ⅱ)由,AC=BC=CD=2 ∴AC2+BC2=AB2,AC2+CD2=AD2, ∴∠ACB=∠ACD=90°(6分) ∴AC⊥BC,AC⊥CD, 又BC∩CD=C∴AC⊥平面BCD.(8分) (Ⅲ)由(Ⅰ)知BD⊥平面ACEBD⊂平面ABD ∴平面ACE⊥平面ABD(10分) 平面ACE∩平面ABD=AE, 作CF⊥AE交AE于F,则CF⊥平面ABD,∠CAF就是AC与平面ABD所成的角,(12分) ∴.(14分)
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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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