问题 解答题
如图,四面体ABCD中,O.E分别为BD.BC的中点,且CA=CB=CD=BD=2,AB=AD=
2

(1)求证:AO⊥平面BCD;
(2)求异面直线AB与CD所成角的余弦值.
答案

(1)证明:△ABD中

∵AB=AD=

2
,O是BD中点,BD=2

∴AO⊥BD且AO=

AB2-BO2
=1

△BCD中,连接OC∵BC=DC=2

∴CO⊥BD且CO=

BC2-BO2
=
3

△AOC中AO=1,CO=

3
,AC=2

∴AO2+CO2=AC2故AO⊥CO

∴AO⊥平面BCD

(2)取AC中点F,连接OF.OE.EF

△ABC中E.F分别为BC.AC中点

∴EFAB,且EF=

1
2
AB=
2
2

△BCD中O.E分别为BD.BC中点

∴OECD且OE=

1
2
CD=1

∴异面直线AB与CD所成角等于∠OEF(或其补角)

又OF是Rt△AOC斜边上的中线∴OF=

1
2
AC=1

∴等腰△OEF中cos∠OEF=

1
2
EF
OE
=
2
4

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