Question

已知平行四邊形ABCD中，AB=6，AD=10，BD=8，E是線段AD的中點(diǎn)．沿BD將△BCD翻折到△，使得平面⊥平面ABD．

（Ⅰ）求證：平面ABD；
（Ⅱ）求直線與平面所成角的正弦值；
（Ⅲ）求二面角的余弦值．

Answer 1

（Ⅰ）先證 （Ⅱ） （Ⅲ）

試題分析：（Ⅰ）平行四邊形ABCD中，AB=6，AD=10，BD=8，
沿直線BD將△BCD翻折成△

可知CD=6，BC’=BC=10，BD=8，
即，
故．          
∵平面⊥平面，平面平面=，平面，
∴平面．        
（Ⅱ）由（Ⅰ）知平面ABD，且，
如圖，以D為原點(diǎn)，建立空間直角坐標(biāo)系．            

則，，，．
∵E是線段AD的中點(diǎn)，
∴，．
在平面中，，，
設(shè)平面法向量為，
∴，即，
令，得，故．            
設(shè)直線與平面所成角為，則
．           
∴直線與平面所成角的正弦值為．              
（Ⅲ）由（Ⅱ）知平面的法向量為，
而平面的法向量為，
∴，
因?yàn)槎�面�?img src="http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824012305077587.png" style="vertical-align:middle;" />為銳角，
所以二面角的余弦值為．
點(diǎn)評(píng)：本題重點(diǎn)考查線面垂直、線面角與二面角的平面角，以及翻折問題，學(xué)生必須要掌握在翻折的過程中，哪些是不變的，哪些是改變，這也是解決此類問題的關(guān)鍵．