(1)见解析;(2)
.
本试题主要考查了立体几何中的二面角的求解线面垂直的证明。
(1)证明:根据题意,在
中,
,
所以
2分
因为AC、BD是正方形ABCD的对角线,所以
因为
所以
4分
(2)由(1)知,
,以O为原点,OC,OD所在的直线分别为 x 轴, y 轴建立如图所示的空间直角坐标系O- xyz, 则
.
设
6分
又设平面ABD的法向量为
,
则
所以
所以
8分
因为平面BCD的一个法向量
且二面角A-BD-C的大小为
,
所以
,因为
解得
。 9分
设平面ABC的法向量为
令
所以
10分
设二面角A-BC-D的平面角为
,
所以
所以
所以二面角A-BC-D的正切值为
. 12分