如图,在四面体ABCD中,△ABC是等边三角形,平面ABC⊥平面ABD,点M为棱AB的中点,AB=2,AD=
,∠BAD=90°.
(Ⅰ)求证:AD⊥BC;
(Ⅱ)求异面直线BC与MD所成角的余弦值;
(Ⅲ)求直线CD与平面ABD所成角的正弦值.

如图,在四面体ABCD中,△ABC是等边三角形,平面ABC⊥平面ABD,点M为棱AB的中点,AB=2,AD=
,∠BAD=90°.
(Ⅰ)求证:AD⊥BC;
(Ⅱ)求异面直线BC与MD所成角的余弦值;
(Ⅲ)求直线CD与平面ABD所成角的正弦值.

(Ⅰ)由平面ABC⊥平面ABD,平面ABC∩平面ABD=AB,AD⊥AB,可得AD⊥平面ABC,故AD⊥BC.
(Ⅱ)解:取棱AC的中点N,连接MN,ND.又因为M为棱AB的中点,故MN∥BC.所以∠DMN(或其补角)为异面直线BC与MD所成的角.

在Rt△DAM中,AM=1,故DM=
.因为AD⊥平面ABC,故AD⊥AC.
在Rt△DAN中,AN=1,故DN=
.
在等腰三角形DMN中,MN=1,可得
.
所以,异面直线BC与MD所成角的余弦值为
.
(Ⅲ)解:连接CM.因为△ABC为等边三角形,M为边AB的中点,故CM⊥AB,CM=
.又因为平面ABC⊥平面ABD,而CM
平面ABC,故CM⊥平面ABD.所以,∠CDM为直线CD与平面ABD所成的角.
在Rt△CAD中,CD=
=4.
在Rt△CMD中,
.
所以,直线CD与平面ABD所成角的正弦值为
.