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平行四边形ABCD中,AB=2,AD=2,且∠BAD=45°,以BD为折线,把△...

平行四边形ABCD中,AB=2,AD=2manfen5.com 满分网,且∠BAD=45°,以BD为折线,把△ABD折起,使平面ABD⊥平面CBD,连AC.
(Ⅰ)求证:AB⊥DC       
(Ⅱ)求二面角B-AC-D平面角的大小;
(Ⅲ)求四面体ABCD外接球的体积.
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(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.
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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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