题目内容
如图,四棱锥P—ABCD中,底面ABCD为平行四边形,∠DAB=60°,AB=2AD,PD⊥底面ABCD.
(Ⅰ)证明:PA⊥BD;
(Ⅱ)若PD=AD,求二面角A-PB-C的余弦值。
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解:
(Ⅰ)因为
, 由余弦定理得
从而BD2+AD2= AB2,故BD
AD
又PD
底面ABCD,可得BD
PD
所以BD
平面PAD. 故 PA
BD
(Ⅱ)如图,以D为坐标原点,AD的长为单位长,射线DA为
轴的正半轴建立空间直角坐标系D-
,则
,
,
,
。
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设平面PAB的法向量为n=(x,y,z),则![]()
即 ![]()
因此可取n=![]()
设平面PBC的法向量为m,则 ![]()
可取m=(0,-1,
) ![]()
故二面角A-PB-C的余弦值为 ![]()
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