19.解:(1)在直三棱柱ABC-A1B1C1中,
(1)∵
,
∴
(或其补角)为异面直线AD与A1B1所成的角,
………………………2分,连结BD,
在
中,∵AC=4,
∴
,
在
中,∵BC=3,CD=2,∴
,
在△ABD中,∵AB=5,
∴异面直线AD与A1B1所成角的余弦值为
………………………………4分
(2)证明:∵AB=5,BC=3,AC=4,∴
,
∵底面ABC⊥侧面ACC1A1,∴BC⊥侧面ACC1A1,………………………………6分
取AB、AC的中点E、F,连结EF、A1F,则EF//BC,
∴EF⊥平面ACC1A1, ∴A1F为A1E在侧面AC1内的射影,
在正方形C1CAA1内,∵ D、F分别为CC1、AC的中点,
∴
≌
,∴
,
∴
,∴
,
∴
(三垂线定理)………………8分
(3)连结
,过D作DH⊥
,垂足为H。
∵EF//BC,BC//B1C1,∴EF//
B1C1,∴点F在平面B1C1E内。
∵EF⊥平面ACC1A1,
平面ACC1A1,EF⊥DH,………………10分
∵
,
,∴DH⊥平面B1C1E。
在
中,∵
,∴
。……………12分
(本题用空间向量法来解,每小题对应给分)