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【题目】(12分)如图,四面体ABCD中,ABC是正三角形,ACD是直角三角形,ABD=CBD,AB=BD.

(1)证明:平面ACD平面ABC;

(2)过AC的平面交BD于点E,若平面AEC把四面体ABCD分成体积相等的两部分,求二面角D–AE–C的余弦值.

【答案】

(1)见解析

(2)二面角的余弦值为.

【解析】

(1)由题设可得,

是直角三角形,所以

取AC的中点O,连接DO,BO,则DOAC,DO=AO

又由于

所以

(2)

由题设及(1)知,两两垂直,以为坐标原点,的方向为轴正方向,为单位长,建立如图所示的空间直角坐标系,则

由题设知,四面体ABCE的体积为四面体ABCD的体积的,从而E到平面ABC的距离为D到平面ABC的距离的,即E为DB的中点,得E.故

是平面DAE的法向量,则

可取

是平面AEC的法向量,则同理可得

所以二面角D-AE-C的余弦值为

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