题目内容
【题目】如图,在四棱锥P-ABCD中,![]()
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,
平面PAB,
,点E满足
.
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(1)证明:
;
(2)求二面角A-PD-E的余弦值.
【答案】(1)证明见解析 (2)![]()
【解析】
(1)由勾股定理计算出
,然后求数量积
得
,由线面垂直可得
,从而可证得
平面ABCD得证线线垂直;
(2)建立如图所示的直角坐标系,用空间向量法求二面角的余弦值.
(1)证明:在
中,
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由勾股定理,得
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.
因为![]()
,
所以![]()
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.
所以
,所以
.
因为
平面PAB,
平面PAB,
所以
.
又因为![]()
,
所以
平面ABCD.
又因为
平面ABCD,
所以
.
(2)由
得
.
所以点E是靠近点A的线段AB的三等分点.
所以
.
分别以![]()
所在方向为y轴,z轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系
.
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则![]()
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.
设平面PDE的法向量为
,
由
,得
.
令
,则
;
设平面APD的法向量为![]()
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,
由
,得
,
令
,则
.
设向量
与
的夹角为
,
则![]()
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.
所以二面角
的余弦值为
.
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