题目内容

【题目】如图,四棱锥中,平面ABCD,底面ABCD是正方形,,E为PC上一点,当F为DC的中点时,EF平行于平面PAD.

(Ⅰ)求证:平面PCB;

(Ⅱ)求二面角的余弦值.

【答案】(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ)

【解析】

(Ⅰ)平面可得,从而证出平面,则,

从而可证出平面;

(Ⅱ)以点为坐标原点,分别以直线,,为轴,轴,轴,建立空间直角坐标系,求得各点的坐标,求出平面和平面的的一个法向量,再根据法向量求出二面角.

(Ⅰ)证:平面,,

又正方形中,,,平面,

又平面,,

,当为的中点时,平行平面,所以是的中点,

,,平面;

(Ⅱ)解:以点为坐标原点,分别以直线,,为轴,轴,轴,建立如图所示的空间直角坐标系,

则,,,,,,

设平面的法向量为,则,,

,令,得到,,;

又,,,且平面,

平面的一个法向量为;

设二面角的平面角为,由图可知角为锐角,

则,

二面角的余弦值为.

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