解题思路:第(1)问,要证AC∥平面BDE,只需在平面BDE内找一条直线与AC平行,考虑到“平面BCD⊥平面ABC,且△BCD为等腰直角三角形”,则取BC中点M,连接DM,则DM⊥平面ABC,且DM平行且等于[1/2]AE,再在△ABE中连接BE中点P与AB中点N,则PN平行且等于[1/2]AE,容易想到四边形DMNP是平行四边形,则再利用中位线定理结合平行四边形性质易证AC∥DP,则问题获证;
第(2)问,由第(1)问可得AM⊥BC,且△ABC是等边三角形,且相关的线段长度已知,因此可以以M为原点,AM为x轴,MB为y轴,MD为z轴建立空间直角坐标系,然后结合所求的二面角,给出相应的点的坐标,再求出两个平面的法向量,两个法向量的夹角(或补交)就是所求的二面角的大小.
(Ⅰ)证明:分别取BC,BA,BE的中点M,N,P,
连接DM,MN,NP,DP,
则MN∥AC,NP∥AE,且NP=[1/2AE=1,
∵△BCD是等腰直角三角形,且BD=CD,BC=2,
∴DM⊥BC,DM=1,
又平面BCD⊥平面ABC,∴DM⊥平面ABC,
又AE⊥平面ABC,∴DM∥AE,
∴DM∥NP,DM=NP,
∴平行四边形DMNP为平行四边形,
∴MN∥DP,∴AC∥DP,
又AC⊄平面BDE,DP⊂平面BDE,
∴AC∥平面BDE.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知DM⊥平面ABC,AM⊥BC,
建立如图所示的空间直角坐标系M-xyz.
则B(0,1,0),C(0,-1,0),D(0,0,1),E(-
3],0,2),
∴
BD=(0,−1,1),
DE=(−
3,0,1),
CD=(0,1,1)
设平面BDE的一个法向量为
n1=(x1,y1,z1),
则
n1•
点评:
本题考点: 用空间向量求平面间的夹角;直线与平面平行的判定.
考点点评: 利用空间向量求二面角几乎每年必考的内容,解决此类问题关键是利用垂直与对称的关系建立空间直角坐标系,把已知的和所求的点的坐标表示出来,特别是关键点的坐标,然后把直线转换成其方向向量,求出面的法向量,从而可以计算异面直线所成的角、线面角、二面角,同时要注意所求角的范围.