题目内容

如图,在三棱锥C-ABD中,AC⊥CB,AC=CB,E为AB的中点,AD=DE=EC=2,CD=2
2
.
(Ⅰ)求证:平面ABC⊥平面ABD;
(Ⅱ)求直线BD与平面CAD所成角的正弦值.
考点:平面与平面垂直的判定,直线与平面所成的角
专题:空间位置关系与距离
分析:(Ⅰ)由已知条件推导出CE⊥DE,CE⊥AB,由此能证明CE⊥平面ABD,从而得到平面ABC⊥平面ABD.
(Ⅱ)以E点为坐标原点,建立直角坐标系,利用向量法能求出直线DB与平面ADE所成角的正弦值.
解答: (本小题满分12分)
(Ⅰ)证明:在△CDE中,CD=2
2
, DE=EC=2
,
∴DE2+EC2=22+22=8, CD2=(2
2
)2=8
,
∴CD2=DE2+EC2,
则△CDE为直角三角形,
所以,CE⊥DE.
又由已知AC⊥BC,AC=BC,
且E是AB的中点,得CE⊥AB.
又AB∩DE=E,∴CE⊥平面ABD
又CE?面ABC,∴平面ABC⊥平面ABD.(6分)
(Ⅱ)解:以E点为坐标原点,建立如图所示直角坐标系,
则C(0,0,2),B(0,2,0),A(0,-2,0),D(
3
, -1,0)
,
DB
=(-
3
, 3,0), 
AC
=(0,2,2), 
DC
=(-
3
,1,2)
.
设平面ACD的法向量为
n
=(x,y,z)
,
则有
n
•
DC
=0
n
•
AC
=0
,即
-
3
x+y+2z=0
2y+2z=0
,
解得:z=
3
x,  y=-z
,
所以,平面ACD的一个法向量为
n
=(1,-
3
,
3
)
,
cos<
n
•
DB
>=
DB
•
n
|
DB
|•|
n
|
=
-
3
-3
3
12
•
7
=-
2
7
7
,
故直线DB与平面ADE所成角的正弦值为
2
7
7
.(12分)
点评:本题考查平面与平面垂直的证明,考查直线与平面所成角的正弦值的求法,解题时要认真审题,注意空间思维能力的培养.
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