Question

如图，在矩形ABCD中，AB=33，BC=3，沿对角线BD将BCD折起，使点C移到点C′，且C′在平面ABD的射影O恰好在A

如图，在矩形ABCD中，AB=33，BC=3，沿对角线BD将BCD折起，使点C移到点C′，且C′在平面ABD的射影O恰好在AB上（1）求证：BC′⊥面ADC′；（2）求二面角A-BC′-D的正弦值．

Answer 1

（1）由题意可得，C′O⊥平面ABD，
∵DA?平面ABD，
∴C′O⊥DA，
由题意可知，∠DAB=90°，即DA⊥AB，且C′O∩AB=O，
∴DA⊥平面C′AB，又BC′?平面C′AB，
∴BC′⊥DA，
又∠BC′D=∠BCD=90°，即BC′⊥C′D，且C′D∩DA=D，
∴BC′⊥平面ADC′；
（2）根据（1）可知，BC′⊥平面ADC′，
∵AC′?平面ADC′，DC′?平面ADC′，
∴BC′⊥AC′，BC′⊥DC′，
∴∠AC′D即为二面角A-BC′-D的平面角，
又由（1）知，DA⊥平面C′AB，
∵AC′?平面C′AB，
∴DA⊥AC′，即△DAC′为直角三角形，
在直角三角形DAC′中，DA=BC=3，DC′=DC=AB=3

3

，
∴sin∠AC′D=

DA

DC′

=

3

3 3

=

3

3

，
故二面角A-BC′-D的正弦值为

3

3

．