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如图1,在直角梯形ABCD中,∠ADC=90°,CD∥AB,AB=4,AD=CD...

如图1,在直角梯形ABCD中,∠ADC=90°,CD∥AB,AB=4,AD=CD=2,M为线段AB的中点.将△ADC沿AC折起,使平面ADC⊥平面ABC,得到几何体D-ABC,如图2所示.
(Ⅰ)求证:BC⊥平面ACD;
(Ⅱ)求二面角A-CD-M的余弦值.
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(Ⅰ)要证BC⊥平面ACD,只需证明BC垂直平面ACD内的两条相交直线AC、OD即可; (Ⅱ)建立空间直角坐标系,求出两个平面的法向量,利用向量的数量积,求二面角A-CD-M的余弦值. 【解析】 (Ⅰ)在图1中,可得,从而AC2+BC2=AB2,故AC⊥BC 取AC中点O连接DO,则DO⊥AC,又面ADC⊥面ABC, 面ADC∩面ABC=AC,DO⊂面ACD,从而OD⊥平面ABC,(4分) ∴OD⊥BC 又AC⊥BC,AC∩OD=O, ∴BC⊥平面ACD(6分) 另【解析】 在图1中,可得, 从而AC2+BC2=AB2,故AC⊥BC ∵面ADC⊥面ABC,面ADE∩面ABC=AC,BC⊂面ABC,从而BC⊥平面ACD (Ⅱ)建立空间直角坐标系O-xyz如图所示, 则,, , (8分) 设为面CDM的法向量, 则即,解得 令x=-1,可得 又为面ACD的一个法向量 ∴ ∴二面角A-CD-M的余弦值为.(12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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