题目内容
(本小题满分14分)在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是正方形,侧棱PD与底面ABCD垂直,PD=DC,E是PC的中点,作EF
于点F(Ⅰ)证明PA
平面EBD.
(Ⅱ)证明PB平面EFD.
(Ⅲ)求二面角的余弦值;
(Ⅰ)见解析 (Ⅱ)见解析 (Ⅲ)
解析:
(Ⅰ)建立如图所示的空间坐标系。
设底面正方形的边长是a.
连接AC,BD相交于G连EG
………… 2分
依题意得:A(a,0,0),P(0,0,a),E
由于底面ABCD是正方形,故G(
,即PA//EG, EG
,
故PA//平面EBD. ………… 6分
(Ⅱ)依题意得:B(a,a,0),,
,由已知EF
故,PB平面EFD ………… 10分
(Ⅲ)由题意知平面的法向量
由(Ⅱ)知平面的法向量
∴二面角的余弦值是
. ………… 14分

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