如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,D,E分)别为AB,CD的中点,AE的延长线交CB于F.现将△ACD沿CD折起,折成二面角A-CD-B,连接AF.(Ⅰ)求证:平面AEF⊥平面CBD;(Ⅱ)当AC⊥BD时,求二面角A-CD-B大小的余弦值.

问题描述:

如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,D,E分)别为AB,CD的中点,AE的延长线交CB于F.现将△ACD沿CD折起,折成二面角A-CD-B,连接AF.

(Ⅰ)求证:平面AEF⊥平面CBD;
(Ⅱ)当AC⊥BD时,求二面角A-CD-B大小的余弦值.

(I)证明:在Rt△ABC中,D为AB的中点,得AD=CD=DB,又∠B=30°,得△ACD是正三角形,又E是CD的中点,得AF⊥CD.(3分)折起后,AE⊥CD,EF⊥CD,又AE∩EF=E,AE⊂平面AED,EF⊂平面AEF,故CD⊥平面AEF,(6分)又CD...
答案解析:(I)欲证平面AEF⊥平面CBD,根据面面垂直的判定定理可知在平面CDB内一直线与平面AEF垂直,根据翻折前后有些垂直关系不变AE⊥CD,EF⊥CD,又AE∩EF=E,AE⊂平面AED,EF⊂平面AEF,满足线面垂直的判定定理,则CD⊥平面AEF,又CD⊂平面CDB,满足定理所需条件;
(II)先作出二面角的平面角,过点A作AH⊥EF,垂足H落在FE的延长线,连接CH并延长交BD的延长线于G,根据二面角平面角的定义可知∠AEF即为所求二面角的平面角,在三角形AEF中求出此角即可求出所求.
考试点:与二面角有关的立体几何综合题;平面与平面垂直的判定.
知识点:本题主要考查了面面垂直的判定,以及二面角平面角的度量,考查学生空间想象能力,逻辑思维能力,是中档题.