19.⑴作AO⊥BC交BC的延长线于O,∵面ABC⊥面BCD,∴OA⊥面BCD,连OD,则∠ADO就是AD与平面BCD所成的角,可求得
∠ADO=45?
⑵作OE⊥BD于E,连AE,则BD⊥AE,
∴∠AEO就是二面角A-BD-C的平面角的补角,
∵∠ABO=60?,∴,,∵∠EBO=60?,∴
在Rt△AOE中,,∴二面角A-BD-C的正切值为-2
20. (1)证明:取CD中点M,连结OM,在矩形ABCD中
,又
于是四边形EFOM为平行四边形 ∴ FO//EM 又 ∵ FO
平面CDE,且EM
,则。连结EM,
平面CDE,∴ FO//平面CDE
(2)证明:连结FM,由(1)和已知条件,在等边行四边形EFOM为菱形,从而EO⊥FM
中,CM=DM,EM⊥CD且。因此平
∵ CD⊥OM,CD⊥EM ∴ CD⊥平面EOM,从而CD⊥EO 而FM
CD=M,所以
平面CDF
21(I)证明:连结OC
在 而
平面
中,由已知可得
即
(II)解:取AC的中点M,连结OM、ME、OE,由E为BC的中点知 在
直线OE与EM所成的锐角就是异面直线AB与CD所成的角
中,
是直角斜边AC上的中线,
异面直线AB与CD所成角的大小为
(III)解:设点E到平面ACD的距离为
在
中,
而
点E到平面ACD的距离为