如图(5),已知
为不在同一直线上的三点,且
,
.
(1)求证:平面
//平面
;
(2)若
平面
,且
,
,
求证:A1C丄平面AB1C1
(3)在(2)的条件下,求二面角C1-AB1 -C的余弦值.

如图(5),已知
为不在同一直线上的三点,且
,
.
(1)求证:平面
//平面
;
(2)若
平面
,且
,
,
求证:A1C丄平面AB1C1
(3)在(2)的条件下,求二面角C1-AB1 -C的余弦值.

解:(1)证明:∵
且![]()
∴四边形
是平行四边形,
∴![]()
,∵
面
,![]()
面![]()
∴
平面
,
同理可得
平面
,又
,
∴平面
//平面![]()
(2)证法1:
∵
平面
,
平面
∴平面![]()
平面
,
平面![]()
平面
=
,
∵
,
,
∴
∴
∴
平面![]()
∴
,∵
∴![]()
又
,
得
为正方形,∴![]()
又
,
∴A1C丄平面AB1C1
【证法2:∵
,
,
∴
∴
,
∵
平面
,
∴
平面![]()
以点C为原点,分别以AC、CB、CC1所在的直线为x、y、z轴建立空间
直角坐标系如图示,由已知可
,
,
则
,![]()
∵
∴
又
∴
平面
.
(3)由(2)得![]()
设平面
的法向量
,则由
得
,
令
得![]()
由(2)知
是平面
的法向量,∴
,
即二面角C1-AB1 -C的余弦值为
.
(其它解法请参照给分)