如图,在三棱台 $ABC-DEF$ 中,$ 平面 BCFE\perp 平面 ABC$,$\angle ACB=90^\circ$,$BE=EF=FC=1$,$BC=2$,$AC=3$. 
【难度】
【出处】
2016年高考浙江卷(文)
【标注】
  1. 求证:$BF\perp 平面 ACFD$;
    标注
    答案
    解析
    本题的关键在于把棱台还原为棱锥,然后利用已知条件证明即可.延长 $AD$,$BE$,$CF$ 相交于一点 $K$,如图所示.因为平面 $BCFE\perp 平面 ABC$,且 $AC\perp BC$,
    所以 $AC\perp 平面 BCK$,因此 $BF\perp AC$.
    又因为 $EF\parallel BC$,$BE=EF=FC=1$,$BC=2$,
    所以 $\triangle BCK$ 为等边三角形,且 $F$ 为 $CK$ 的中点,则 $BF\perp CK$.
    所以 $BF\perp 平面 ACFD$.
  2. 求直线 $BD$ 与平面 $ACFD$ 所成角的余弦值.
    标注
    答案
    $\dfrac{\sqrt{21}}7$
    解析
    本题考查线面角,先利用垂直构造出角,然后结合边长计算即可.因为 $BF\perp 平面 ACK$,所以 $\angle BDF$ 是直线 $BD$ 与平面 $ACFD$ 所成的角.
    在 $\mathrm{Rt}\triangle BFD$ 中,$BF=\sqrt 3$,$DF=\dfrac 32$,得\[\cos \angle BDF=\dfrac{\sqrt{21}}7.\]所以,直线 $BD$ 与平面 $ACFD$ 所成角的余弦值为 $\dfrac{\sqrt{21}}7$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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