解答题(八)17.(2019·江西南昌一模)如图,四棱台ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是菱形,CC1⊥底面ABCD,且∠BAD=60°,CD=CC1=2C1D1=4,E是棱BB1的中点.(1)求证:AA1⊥BD;(2)求二面角E-A1C1-C的余弦值.解(1)证明:因为CC1⊥底面ABCD,所以C1C⊥BD,因为底面ABCD是菱形,所以BD⊥AC
又AC∩CC1=C,所以BD⊥平面AC1C,又由四棱台ABCD-A1B1C1D1,知A1,A,C,C1四点共面,所以BD⊥平面A1ACC1,所以BD⊥AA1
(2)设AC交BD于点O,连接A1O,依题意,有A1C1∥OC且A1C1=OC,所以四边形A1OCC1为平行四边形,所以A1O∥CC1,且A1O=CC1
因为CC1⊥底面ABCD,所以A1O⊥底面ABCD
以O为坐标原点,OA,OB,OA1所在直线分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,如图所示.则A(2,0,0),A1(0,0,4),C1(-2,0,4),B(0,2,0),由A1B1=AB,得B1(-,1,4),因为E是棱BB1的中点,所以E,所以EA1=,A1C1=(-2,0,0),设n=(x,y,z)为平面EA1C1的法向量,则取z=3,得n=(0,4,3),平面A1C1C的法向量m=(0,1,0),又由图可知,二面角E-A1C1-C为锐二面角,设二面角E-A1C1-C的平面角为θ,则cosθ==,所以二面角E-A1C1-C的余弦值为
18.(2019·福建三明质量检查)△ABC的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且b=3(acosB+bcosA),b+c=8
(1)求b,c;(2)若BC边上的中线AD=,求△ABC的面积.解(1)由正弦定理,得sinB=3(sinAcosB+sinBcosA),所以sinB=3sin(A+B),因为A+B+C=π,