题目内容
如图，在四棱锥P－ABCD中，PC⊥底面ABCD，底面ABCD是直角梯形，AB⊥AD，AB∥CD，AB＝2AD＝2CD＝2，E是PB的中点．
(1)求证：平面EAC⊥平面PBC；
(2)若二面角P－AC－E的余弦值为
，求直线PA与平面EAC所成角的正弦值．
（1）见解析（2）
【解析】(1)∵PC⊥平面ABCD，AC?平面ABCD，∴AC⊥PC.∵AB＝2，AD＝CD＝1，∴AC＝BC＝
.
∴AC2＋BC2＝AB2.∴AC⊥BC.
又BC∩PC＝C，∴AC⊥平面PBC.
∵AC?平面EAC，
∴平面EAC⊥平面PBC.
(2)如图，以点C为原点，
，
，
分别为x轴、y轴、z轴正方向，建立空间直角坐标系，
则C(0,0,0)，A(1,1,0)，B(1，－1,0)，设P(0,0，a)(a>0)，
则E
，
＝(1,1,0)，
＝(0,0，a)，
＝
.取m＝(1，－1,0)，则m·
＝m·
＝0，m为面PAC的法向量．设n＝(x，y，z)为面EAC的法向量，则n·
＝n·
＝0，即
取x＝a，y＝－a，z＝－2，则n＝(a，－a，－2)，依题意，|cos〈m，n〉|＝
＝
＝
，则a＝2.于是n＝(2，－2，－2)，
＝(1,1，－2)．设直线PA与平面EAC所成角为θ，则sin θ＝|cos〈，n〉|＝
＝
，即直线PA与平面EAC所成角的正弦值为
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