4①、
因为AB、BC、CD两两垂直,易知CD⊥面ABC,
又因为CD在面ACD中,所以面ACD⊥面ABC。
4②、如图所示,过点C作CE⊥AD,点E在AD上,过点E作EF⊥AD,点F在BD上,
连接CF,可知∠CEF为二面角B-AD-C的平面角。
因为AB、BC、CD两两垂直,易知AB⊥面BCD,CD⊥面ABC,
所以AD与面BCD所成的角为∠ADB=45°,AD与面ABC所成的角为∠CAD=30°,
且因为BD在面BCD上,所以AB⊥BD,△ABD、△DEF均为等腰直角三角形,
设CD=x,则在∠CAD=30°的直角△ACD中易算得AC=√3x,AD=2x,
进而算得CE=(√3x)/2,DE=EF=x/2,DF=(√2x)/2,
在等腰直角△ABD中算得AB=BD=√2x,在直角△ABC中算得BC=x=CD,
所以△BCD为等腰直角三角形,点F为BD中点,则有CF=DF=(√2x)/2,
因为在△CEF中,CE=(√3x)/2,EF=x/2,CF=(√2x)/2,满足CF²+EF²=CE²,
所以cos∠CEF=EF/CE=(x/2)/((√3x)/2)=√3/3,
即二面角B-AD-C的余弦值为√3/3。
5①、因为CD⊥AB,所以CD⊥AD,CD⊥BD,CD⊥A'D,
可知∠A'DB为二面角A'-CD-B的平面角,即∠A'DB=60°,
且A'D、BD在面A'BD上相交于点D,所以CD⊥面A'BD,A'B在面A'BD上,
所以CD⊥A'B,因为AD=A'D=3,BD=6,所以A'B⊥A'D,
CD、A'D在面A'CD上相交于点D,所以A'B⊥面A'CD,
A'B在面A'BC上,所以面A'BC⊥面A'CD。
5②、如图所示,过点D作DE⊥AB,点E在BC上,
过点E作EF⊥BC,点F在A'C上,连接DF,可知∠DEF为二面角A'-BC-D的平面角。
在直角△CDB中算得BC=3√6,DE=2√3,CE=√6,
在直角△A'CD中算得A'C=3√3,在直角△A'BD中算得A'B=3√3,
可知A'C=A'B=3√3,又因为A'B⊥面A'CD,A'C在面A'CD上,
所以A'B⊥A'C,即△A'BC、△CEF均为等腰直角三角形,
有CE=EF=√6,CF=2√3,又因为在直角△A'CD中∠A'CD=∠DCF,
A'C/CD=CD/CF=√6/2,所以△A'CD∽△DCF,
有∠A'DC=∠DFC=90°,DF=√6=EF,
且由A'B⊥面A'CD,DF在面A'CD上可知DF⊥A'B,
A'C、A'B在面A'BC上相交于点A,所以DF⊥面A'BC,
EF在面A'BC上,所以DF⊥EF,即△DEF为等腰直角三角形,
可知∠DEF=45°,即二面角A'-BC-D的大小为45°。