Для доказательства перпендикулярности прямой и плоскости необходимо доказать, что прямая перпендикулярна двум пересекающимся прямым, лежащим в этой плоскости.
Докажем, что прямая AD перпендикулярна плоскости прямых AB и BM.
AD перпендикулярна AB, так как ABCD - квадрат.
BM перпендикулярна плоскости квадрата ABCD, следовательно, BM перпендикулярна любой прямой, лежащей в этой плоскости, в том числе и AD.
Таким образом, AD перпендикулярна двум пересекающимся прямым AB и BM, лежащим в плоскости ABM, следовательно, AD перпендикулярна плоскости ABM.
Докажем, что прямая CD перпендикулярна плоскости прямых BC и BM.
CD перпендикулярна BC, так как ABCD - квадрат.
BM перпендикулярна плоскости квадрата ABCD, следовательно, BM перпендикулярна любой прямой, лежащей в этой плоскости, в том числе и CD.
Таким образом, CD перпендикулярна двум пересекающимся прямым BC и BM, лежащим в плоскости BCM, следовательно, CD перпендикулярна плоскости BCM.
Ответ: доказано.