19.在如图所示的几何体中,四边形ABCD是等腰梯形,AB∥CD,∠DAB=60°,FC⊥平面ABCD,AE⊥BD,CB=CD=CF.
(1)求证:BD⊥平面AED;
(2)求二面角F-BD-C的余弦值.
(1)证明:因为四边形ABCD是等腰梯形,AB∥CD,∠DAB=60°,
所以∠ADC=∠BCD=120°.
又CB=CD,所以∠CDB=30°.
因此∠ADB=90°,AD⊥BD.
又AE⊥BD,且AE∩AD=A,AE,AD⊂平面AED,
所以BD⊥平面AED.
(2)解法一:由(1)知AD⊥BD,所以AC⊥BC.
又FC⊥平面ABCD,
因此CA,CB,CF两两垂直,
以C为坐标原点,分别以CA,CB,CF所在的直线为x轴,y轴,z轴,
建立如图所示的空间直角坐标系,不妨设CB=1,
则C(0,0,0),B(0,1,0),D,F(0,0,1),
因此=
,
=(0,-1,1).
设平面BDF的一个法向量为m=(x,y,z),
则m·=0,m·
=0,
所以x=y=
z,
取z=1,则m=(,1,1).
由于=(0,0,1)是平面BDC的一个法向量,
则cos<m,>=
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