题目内容

如图,一张平行四边形的硬纸片ABC0D中,AD=BD=1,.沿它的对角线BD把△BDC0折起,使点C0到达平面ABC0D外点C的位置.

(Ⅰ)证明:平面ABC0D⊥平面CBC0;

(Ⅱ)如果△ABC为等腰三角形,求二面角A―BD―C的大小.

答案:
解析:

  (Ⅰ)证明:因为,,所以,.

  因为折叠过程中,,所以,又,

  故平面.

  又平面,

  所以平面平面.

  (Ⅱ)解法一:如图,延长到,使,连结,.

  因为,,,,

  所以为正方形,.

  由于,都与平面垂直,

  所以,可知.

  因此只有时,△为等腰三角形.

  在△中,,又,

  所以△为等边三角形,.

  由(Ⅰ)可知,,

  所以为二面角的平面角,

  即二面角的大小为.

  解法二:以为坐标原点,射线,分别为轴正半轴和轴正半轴,建立如图的空间直角坐标系,则,,.

  由(Ⅰ)可设点的坐标为,其中,则有.  ①

  因为△为等腰三角形,所以或.

  若,则有.

  由此得,,不合题意.

  若,则有.  ②

  联立①和②得,.故点的坐标为.

  由于,,所以夹角的大小等于二面角的大小.

  又

  所以.

  即二面角的大小为.


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