圆柱被一个平面截去一部分后与半球（半径为 $r$）组成一个几何体，该几何体三视图中的正视图和俯视图如图所示. 若该几何体的表面积为 $16 + 20\pi$，则 $r=$（ ）

如图，四边形 $ABCD$ 为菱形，$\angle ABC = 120^{\circ}$，$E$，$F$ 是平面 $ABCD$ 同一侧的两点，$BE \perp$ 平面 $ABCD$，$DF \perp$ 平面 $ABCD$，$BE = 2DF$，$AE \perp EC$.

(1) 证明：平面 $AEC \perp$ 平面 $AFC$； (2) 求直线 $AE$ 与直线 $CF$ 所成角的余弦值.