Question

如圖四棱柱ABCD-A′B′C′D′的底面是正方形，O是底面的中心，A′O=1，AB=AA′=A′D=A′B=

2

．
（1）證明：平面A′BD∥平面B′CD′；
（2）求二面角A-BC-B′的余弦值．

Answer 1

（1）證明：在四棱柱中，
∵BC∥A′D′，且BC=A′D′，
∴A′BCD′是平行四邊形，
∴A′B∥CD′，
又∵A′B不包含于平面B′CD′，CD′?B′CD′，
∴A′B∥面B′CD′，
又A′B?面A′BD，A′D?面A′BD，且A′B∩A′D=A′，
∴平面A′BD∥平面B′CD′．
（2）∵平面ADD′A′∥平面BCC′B′，
∴二面角A-BC-B′與二面角A′-AD-B互補，
∵A′Q=1，AB=AA′=A′D=

2

，
∴A′Q2+OA²=AA^'2，A′O²+OB²=A′B²，
∴A′O⊥OA，A′O⊥OB，
∴A′O⊥平面ABCD，
∴過O作OM⊥AD于M，連結A′M，
∴A′M⊥AD，∠A′MO為A′-AD-B的平面角，
cos∠A′MO=

OM

A′M

=

3

3

，
∴二面角A-BC-B′的余弦值為-

3

3

．