如图,四面体ABCD中,平面ABC⊥平面BCD,AC=AB,CB=CD,∠DCB=120°,点E在

如图,四面体ABCD中,平面ABC⊥平面BCDAC=ABCB=CD∠DCB=120°,点EBD上,且CE=DE

)求证:AB⊥CE

)若AC=CE,求二面角ACDB的余弦值.

答案

【考点】二面角的平面角及求法;空间中直线与直线之间的位置关系.

【专题】空间位置关系与距离;空间角.

【分析】()由已知得∠CDB=30°∠DCE=30°∠BCE=90°,从而EC⊥BC,由平面ABC⊥平面BCD,得EC⊥平面ABC,由此能证明EC⊥AB

)取BC的中点OBE中点F,连结OAOF,以O为原点,OBy轴,OAz轴,建立空间直角坐标系,求出平面ACD的法向量和平面BCD的法向量,由此利用向量法能注出二面角ACDB的余弦值.

【解答】解:()证明:△BCD中,CB=CD∠BCD=120°

∴∠CDB=30°

∵EC=DE∴∠DCE=30°∠BCE=90°

∴EC⊥BC

平面ABC⊥平面BCD,平面ABC与平面BCD的交线为BC

∴EC⊥平面ABC∴EC⊥AB

)解:取BC的中点OBE中点F,连结OAOF

∵AC=AB∴AO⊥BC

平面ABC⊥平面BCD,平面ABC∩平面BCD=BC

∴AO⊥平面BCD∵OBC中点,FBE中点,∴OF⊥BC

O为原点,OBy轴,OAz轴,建立空间直角坐标系,

DE=2,则A001),B00),

C0,﹣0),D3,﹣20),

=0,﹣,﹣1),=3,﹣0),

设平面ACD的法向量为=xyz),

,取x=1,得=1,﹣3),

又平面BCD的法向量=001),

∴cos==

二面角ACDB的余弦值为

【点评】本小题主要考查立体几何的相关知识,具体涉及到线面以及面面的垂直关系、二面角的求法及空间向量在立体几何中的应用.本小题对考生的空间想象能力与运算求解能力有较高要求.

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