如圖,已知菱形ABCD的邊長為6,∠BAD=60°,AC⊥BD=O.將菱形ABCD沿對角線AC折起,使BD=3,得到三棱錐B-ACD.

(Ⅰ)若點M是棱BC的中點,求證:OM∥平面ABD;

(Ⅱ)求二面角A-BD-O的余弦值;

(Ⅲ)設(shè)點N是線段BD上一個動點,試確定N點的位置,使得CN=4,并證明你的結(jié)論.

答案:
解析:

  (Ⅰ)證明:因為點是菱形的對角線的交點,所以的中點.又點是棱的中點,

  所以的中位線,

  因為平面,平面

  所以平面

  (Ⅱ)解:由題意,,因為

  所以,.又因為菱形,所以,

  建立空間直角坐標系,如圖所示.

  

  所以

  設(shè)平面的法向量為,

  則有即:

  令,則,所以

  因為,所以平面

  平面的法向量與平行,

  所以平面的法向量為

  ,因為二面角是銳角,

  所以二面角的余弦值為

  (Ⅲ)解:因為是線段上一個動點,設(shè),=λ

  則,所以

  則,

  由,即

  解得,

  所以點的坐標為.(也可以答是線段的三等分點,=2或2)


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