题目内容
【题目】如图,在四棱锥P-ABCD中,,平面PAB,,点E满足.
(1)证明:;
(2)求二面角A-PD-E的余弦值.
【答案】(1)证明见解析 (2)
【解析】
(1)由勾股定理计算出,然后求数量积得,由线面垂直可得,从而可证得平面ABCD得证线线垂直;
(2)建立如图所示的直角坐标系,用空间向量法求二面角的余弦值.
(1)证明:在中,
由勾股定理,得
.
因为,
所以
.
所以,所以.
因为平面PAB,平面PAB,
所以.
又因为,
所以平面ABCD.
又因为平面ABCD,
所以.
(2)由得.
所以点E是靠近点A的线段AB的三等分点.
所以.
分别以所在方向为y轴,z轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系.
则.
设平面PDE的法向量为,
由,得.
令,则;
设平面APD的法向量为,
由,得,
令,则.
设向量与的夹角为,
则.
所以二面角的余弦值为.
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