题目内容
【题目】如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,在四边形ABCD中,∠ABC=,AB=4,BC=3,CD=
,AD=2
,PA=4.
(1)证明:CD⊥平面PAD;
(2)求二面角B-PC-D的余弦值..
【答案】(1)证明见详解;(2)
【解析】
(1)连接,证出
,利用线面垂直的性质定理可得
,再利用线面垂直的判定定理即可证出.
(2)以点为坐标原点,
的延长线为
,
为
轴,过点
与
平行线为
轴,建立空间直角坐标系,分别求出平面
的一个法向量与平面
的一个法向量,利用向量的数量积即可求解.
(1)连接,由∠ABC=
,AB=4,BC=3,
则,
又因为CD=,AD=2
,
所以,即
,
因为PA⊥平面ABCD,平面ABCD,
所以,
因为,所以CD⊥平面PAD;
(2)以点为坐标原点,
的延长线为
,
为
轴,
过点与
平行线为
轴,建立空间直角坐标系,如图:
作交
与点
,
,即
,
所以,
,
所以,
所以,
,
,
,
则,
,
,
设平面的一个法向量为
,
则,即
,
令,则
,
,即
,
设平面的一个法向量为
,
则,即
,
令,则
,
,即
,
由,
所以二面角B-PC-D的余弦值为.
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