解题思路:(1)由已知条件推导出A1O⊥平面BCD,BC⊥A1O,从而得到BC⊥平面A1CD,由此能证明BC⊥A1B.
(2)由题设条件推导出A1D⊥平面A1CD,由此能够证明平面A1BC⊥平面A1BD.
(3)过点O作OE⊥BD,垂足为E,连结A1E,由题设条件推导出∠A1EO是二面角A1-BD-C的平面角,由此能求出二面角A1-BD-C的余弦值.
(1)证明:∵A1在平面BCD上的射影O在CD上,
∴A1O⊥平面BCD,
又∵BC⊂平面BCD,∴BC⊥A1O,
又∵BC⊥CO,A1O∩CO=O,∴BC⊥平面A1CD,
又∵A1D⊂平面A1CD,
∴BC⊥A1D.
(2)证明:∵ABCD是矩形,∴A1D⊥A1B,
由(1)知A1D⊥BC,A1B∩BC=B,
∴A1D⊥平面A1BC,
又∵A1D⊂平面A1BD,
∴平面A1BC⊥平面A1BD.
(3)∵A1D⊥平面A1BC,∴A1D⊥A1C,
在Rt△A1BD中,∵A1D=6,CD=10,
∴A1C=8,A1O=
24
5,
过点O作OE⊥BD,垂足为E,连结A1E,
∵A1O⊥平面BCD,A1O⊥BD,
∴BD⊥平面A1EO,BD⊥A1E,
∴∠A1EO是二面角A1-BD-C的平面角,
又∵Rt△DEO∽Rt△DBC,
∴EO=
BC•OD
BD=
54
5
34,A1E=
30
34,
∴cos∠A1EO=
EO
A1E=
9
25,
∴二面角A1-BD-C的余弦值为[9/25].
点评:
本题考点: 与二面角有关的立体几何综合题;平面与平面垂直的判定.
考点点评: 本题考查异面直线垂直的证明,考查平面与平面垂直的证明,考查二面角的余弦值的求法,考查运算推恒能力,解题时要注意空间思维能力的培养.