(2013•浙江)如图,在四面体A﹣BCD中,AD⊥平面BCD,BC⊥CD,AD=2,BD=2 .M是AD的中点,P是B

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  • (1)见解析(2)60°

    (1)取BD的中点O,在线段CD上取点F,使得DF=3CF,连接OP、OF、FQ

    ∵△ACD中,AQ=3QC且DF=3CF,∴QF∥AD且QF=

    AD

    ∵△BDM中,O、P分别为BD、BM的中点

    ∴OP∥DM,且OP=

    DM,结合M为AD中点得:OP∥AD且OP=

    AD

    ∴OP∥QF且OP=QF,可得四边形OPQF是平行四边形

    ∴PQ∥OF

    ∵PQ⊄平面BCD且OF⊂平面BCD,∴PQ∥平面BCD;

    (2)过点C作CG⊥BD,垂足为G,过G作GH⊥BM于H,连接CH

    ∵AD⊥平面BCD,CG⊂平面BCD,∴AD⊥CG

    又∵CG⊥BD,AD、BD是平面ABD内的相交直线

    ∴CG⊥平面ABD,结合BM⊂平面ABD,得CG⊥BM

    ∵GH⊥BM,CG、GH是平面CGH内的相交直线

    ∴BM⊥平面CGH,可得BM⊥CH

    因此,∠CHG是二面角C﹣BM﹣D的平面角,可得∠CHG=60°

    设∠BDC=θ,可得

    Rt△BCD中,CD=BDcosθ=2

    cosθ,CG=CDsinθ=

    sinθcosθ,BG=BCsinθ=2

    sin 2θ

    Rt△BMD中,HG=

    =

    ;Rt△CHG中,tan∠CHG=

    =

    ∴tanθ=

    ,可得θ=60°,即∠BDC=60°