(2013•河南模拟)如图所示的几何体中,四边形ABCD是等腰梯形,AD∥CD,∠DAB=60°

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  • 解题思路:(1)由已知条件推导出AD⊥BD,又AE⊥BD,从而BD⊥平面AED,由此能证明平面ABCD⊥平面AED.

    (2)连结AC,由CA,CB,CF两两垂直,以C为坐标原点,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出直线AF与面BDF所成角的余弦值.

    (1)证明:∵四边形ABCD是等腰梯形,AB∥CD,∠DAB=60°,

    ∴∠ADC=∠BCD=120°,

    又CB=CD,∴∠CDB=30°,∴∠ADB=90°,AD⊥BD,

    又AE⊥BD,且AE∩AD=A,AE,AD⊂平面AED,

    ∴BD⊥平面AED,∴平面ABCD⊥平面AED.

    (2)连结AC,由(1)知AD⊥BD,∴AC⊥BC,

    又FC⊥平面ABCD,∴CA,CB,CF两两垂直,

    以C为坐标原点,建立空间直角坐标系,设CB=1,

    则A(

    3,0,0),B(0,1,0),D(

    3

    2,−

    1

    2,0)

    F(0,0,1),∴

    BD=(

    3

    2,−

    3

    2,0),

    BF=(0,−1,1),

    AF=(−

    3,0,1),

    设平面BDF的一个法向量为

    m=(x,y,z),

    m•

    BD=

    3

    2x−

    3

    2y=0

    m•

    BF=−y+z=0,取z=1,得

    m=(

    3,1,1),

    则cos<

    AF,

    m>=−

    5

    5

    ∴cosθ=

    2

    5

    5.

    ∴直线AF与面BDF所成角的余弦值为

    2

    5

    5.…(12分)

    点评:

    本题考点: 平面与平面垂直的判定;直线与平面所成的角.

    考点点评: 本题考查平面与平面垂直的证明,考查直线与平面所成角的余弦值的求法,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用.