题目内容
(本小题满分14分)
如图,四棱锥P-ABCD的底面为矩形,侧面PAD是正三角形,且侧面PAD⊥底面ABCD
(I) 求证:平面PAD⊥平面PCD
(II) 试在平面PCD上确定一点 E 的位置,使 |\S\UP6(→| 最小,并说明理由;
(III) 当AD = AB时,求二面角A-PC-D的余弦值.
(本小题满分14分)
解:(I) 证:
平面PAD⊥平面PCD
1分 2分 4分
(II) 解:设 E 为PD中点,连 AE ………… 5分
由△PAD为正三角形得 AE⊥PD ………… 6分
又平面PAD⊥平面 PCD
∴ AE⊥平面PCD ………… 7分
由几何意义知,PD中点 E,即为平面PCD上使 |\S\UP6(→| 最小的唯一点。 ………… 8分
(III) 解:过E作EG⊥PC,垂足为G,连AG, ………… 9分
由 (II) 知AE⊥平面PCD,
∴ AG⊥PC ………… 10分
∴ ∠AGE是二面角A-PC-D的平面角. ………… 11分
设底面正方形边长为2a,
∴ AD = 2a,ED = a,∴ AE = a
由 = ,∴ EG = ………… 12分
tan∠AGE = = = ………… 13分
∴ cos∠AGE = ………… 14分
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