(Ⅰ)证明见解析
(Ⅱ)120°
本题主要考查直线与平面垂直的判断与性质定理、平面与平面垂直的性质,二面角的求解,以及考查逻辑思维能力、空间想象力与简单运算能力、同时考查转化与化归的思想.
解法一:
(Ⅰ)连接 BD ,取 DC 的中点 G ,连接 BG ,
由此知
即
为直角三角形,故
.
又
,
所以,
.
作
,
,
故
平面 EDC ,
内的两条相交直线
都垂直.
,
,
所以,
.
(Ⅱ) 由
知
.
故
为等腰三角形.
取
中点 F ,连接
,则
.
连接
,则
.
所以,
是二面角
的平面角.
连接 AG , AG =
,
,
,
所以,二面角
的大小为120°.
解法二:
以 D 为坐标原点,射线
为
轴的正半轴,建立如图所示的直角坐标系
,
设
则
,
,
.
(Ⅰ)
,
设平面
的法向量为
,
由
,
故
令
,
又设