解题思路:(1)证明BD⊥面ABC,即可证明BD⊥AC;
(2)依题意建立空间直角坐标系使得△ABC在yoz平面上,由已知条件分别求出点C和点D的空间坐标,利用空间两点间的距离公式能求出D、C之间的距离.
(3)由题设取AB的中点H,连结CH、DH和DC,证明∠CDH为直线DC与面ABD所成的角,即可求出CD与平面ABD所成的角.
(1)证明:∵面ABD⊥面ABC,面ABD∩面ABC=AB,BD⊂面ABD,BD⊥AB,
∴BD⊥面ABC,
又∵AC⊂面ABC,∴BD⊥AC…(4分)
(2)∵BD⊥面ABC,BC⊂面ABC,
∴BD⊥BC
在Rt△DBC中,BC=BA=2,BD=2,∴DC=
DB2+BC2=
22+22=2
2…(8分)
(3)取AB的中点H,连结CH、DH和DC,则
∵△ABC是正三角形,∴CH⊥AB,
又∵面ABD⊥面ABC,∴CH⊥面ABD,即DH是DC在面ABD内的射影
则∠CDH为直线DC与面ABD所成的角…(10分)
∵CH=
3
2BC=
3,DC=2
2,
∴sin∠CDH=
CH
DC=
6
4
故直线DC与面ABD所成的角的正弦值为
点评:
本题考点: 直线与平面所成的角;点、线、面间的距离计算.
考点点评: 本题考查线面垂直的证明,考查空间两点间的距离的求法,考查直线与平面所成角的大小的求法,正确运用线面垂直的判定定理是关键.