题目内容

如图,所有棱长都为2的正三棱柱BCD-B′C′D′,四边形ABCD是菱形,其中E为BD的中点
(Ⅰ)求证:平面BC′D∥面AB′D′;
(Ⅱ)求面AB′D′与面ABD所成锐二面角的余弦值.
考点:二面角的平面角及求法,平面与平面平行的判定
专题:空间位置关系与距离,空间角
分析:(Ⅰ)取B′D′的中点为F,连AF,C′F,由已知得AFC′E为平行四边形,由此能证明平面BC′D∥面AB′D′.
(Ⅱ)连结EF,由已知得面AB′D′与面ABD所成锐二面角为∠EAF,由此能求出面AB′D′与面ABD所成锐二面角的余弦值.
解答: (Ⅰ)证明:如图取B′D′的中点为F,连AF,C′F,
∵正三棱柱BCD-B′C′D′,四边形ABCD是菱形,
∴B′D′∥BD,C′F
.
AE,∴AFC′E为平行四边形.
∴AF∥C′E,又BD∩C′E=E,
∴平面BC′D∥面AB′D′.
(Ⅱ)解:连结EF,由已知得EF⊥平面ABD,
∴面AB′D′与面ABD所成锐二面角为∠EAF,
∵所有棱长都为2的正三棱柱BCD-B′C′D′,
四边形ABCD是菱形,
∴EF=2,AE=
4-1
=
3
,AF=
4+3
=
7

∴cos∠EAF=
AE
AF
=
3
7
=
21
7

∴面AB′D′与面ABD所成锐二面角的余弦值为
21
7
点评:本题主要考查直线与平面之间的平行、垂直等位置关系,线线角、线面角、二面角的概念、求法等知识,以及空间想象能力和逻辑推理能力.
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