(1)证明:连接DD1,∵点D1为棱B1C1的中点,
则DD1
CC1∥
AA1,所以四边形AA1D1D为平行四边形∥
∴A1D1∥AD. …(3分)
又AD?平面ADC1,A1D1?平面ADC1,
∴A1D1∥平面ADC1…(5分)
(2)证明:在正三棱柱ABC-A1B1C1中,
∵CC1⊥底面ABC,又AD?底面ABC
∴AD⊥CC1…(7分)
∵点D为棱BC的中点,
∴AD⊥BC,…(8分)
CC1?平面BCC1B1,BC?平面BCC1B1,CC1∩BC=C,
∴AD⊥平面BCC1B1…(9分)
又∵AD?平面ADC1,
∴平面ADC1⊥平面BCC1B1…(10分)
(3)解:由(1)得AD⊥平面BCC1B1,
∴AD⊥BC,AD⊥C1D
∴∠C1DC为二面角C1-AD-C的平面角 …(12分)
又CD=1,CC1=4,∴C1D=
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在Rt△C1CD中,cos∠C1DC=
=CD
C1D
=1
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∴二面角C1-AD-C的余弦值为
.…(14分)
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