(Ⅰ)答案详见解析;(Ⅱ);(Ⅲ).
试题分析:(Ⅰ)要证明平面,只需证明垂直于面内的两条相交相交直线,由是菱形,故,再证明,从而可证明平面;(Ⅱ)由已知,选三条两两垂直的直线分别为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系,表示相关点的坐标,求直线的方向向量坐标,以及面法向量的坐标,设直线与平面所成角为,则;(Ⅲ)先求二面角两个半平面的法向量,再求法向量的夹角,通过观察二面角是锐二面角还是钝二面角,决定二面角余弦值的正负,该题中面的法向量就是,只需求面
的法向量即可.
试题解析:(Ⅰ)证明:因为四边形是菱形,所以.
因为平面平面,且四边形是矩形,所以平面,
又因为平面,所以. 因为,所以平面.
(Ⅱ)设,取的中点,连接,因为四边形是矩形,分别为的中点,所以,又因为平面,所以平面,由,