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),
则
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.