(Ⅰ)在△ABD中,利用余弦定理,可得BD,从而可得AB⊥BD,根据平面ABD⊥平面CBD,可得AB⊥平面CBD,从而可得AB⊥DC;
(Ⅱ)建立空间直角坐标系,求出平面ABC的法向量,平面DAC的法向量,利用向量的夹角公式,可得二面角B-AC-D平面角的大小;
(Ⅲ)根据△ABC,△ADC均为直角三角形,可得四面体ABCD的外接球球心是AC的中点,从而可求四面体ABCD外接球的体积.
(Ⅰ)证明:在△ABD中,∵AB=2,AD=2,BD2=AB2+AD2-2AB×AD×cos45°=4,∴BD=2,
∴AD2=AB2+BD2,∴AB⊥BD,
∵平面ABD⊥平面CBD,平面ABD∩平面CBD=BD
∴AB⊥平面CBD,
∵DC⊂平面CBD,
∴AB⊥DC;
(Ⅱ)【解析】
在四面体ABCD中,以D为原点,DB为x轴,DC为y轴,过D垂直于平面BDC的射线为z轴,建立如图空间直角坐标系.
则D(0,0,0),B(2,0,0),C(0,2,0),A(2,0,2)
设平面ABC的法向量为
∵
∴,∴取
设平面DAC的法向量为
∵
∴,∴取
∴cos<>==
∴二面角B-AC-D平面角的大小为60°;
(Ⅲ)【解析】
由于△ABC,△ADC均为直角三角形,故四面体ABCD的外接球球心是AC的中点
∵AC=,∴R=
∴四面体ABCD外接球的体积为=4π.