题目内容
(本小题满分12分)
如图，四棱锥
中，
为矩形，平面
平面.
求证：
若
问
为何值时，四棱锥的体积最大？并求此时平面
与平面
夹角的余弦值.
（1）详见解析，（2）
时，四棱锥的体积P-ABCD最大. 平面BPC与平面DPC夹角的余弦值为
解析试题分析：（1）先将面面垂直转化为线面垂直：ABCD为矩形，故AB
AD，又平面PAD平面ABCD，平面PAD
平面ABCD=AD，所以AB平面PAD，再根据线面垂直证线线垂直：因为PD
平面PAD，所以ABPD
（2）求四棱锥体积，关键要作出高.这可利用面面垂直性质定理：过P作AD的垂线，垂足为O，又平面PAD平面ABCD，平面PAD平面ABCD=AD，所以PO平面ABCD，下面用
表示高及底面积：设
，则
，故四棱锥P-ABCD的体积为
故当
时，即时，四棱锥的体积P-ABCD最大.
求二面角的余弦值，可利用空间向量求解，根据题意可建立空间坐标系，分别求出平面BPC的法向量及
平面DPC的法向量，再利用向量数量积求夹角余弦值即可.
试题解析：（1）证明：ABCD为矩形，故ABAD，
又平面PAD平面ABCD
平面PAD平面ABCD=AD
所以AB平面PAD，因为PD平面PAD，故ABPD
（2）解：过P作AD的垂线，垂足为O，过O作BC的垂线，垂足为G，连接PG.
故PO平面ABCD，BC平面POG,BCPG
在直角三角形BPC中，
设，则，故四棱锥P-ABCD的体积为
因为
故当时，即时，四棱锥的体积P-ABCD最大.
建立如图所示的空间直角坐标系，
故
设平面BPC的法向量
，则由
,
得
解得
同理可求出平面DPC的法向量
，从而平面BPC与平面DPC夹角
的余弦值为
考点：面面垂直性质定理，四棱锥体积，利用空间向量求二面角
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-A BC中，AB 
AC， AB=AC=2，
=4，点D是BC的中点．
与
所成角的余弦值；
与
所成二面角的正弦值．
，BC=，求二面角S-AB-C的余弦值.
中，点
分别是棱
的中点． 
//平面
；
平面
，
，求证：
．
，BC=1，AC=CC1=2.
，求二面角A1-AB-C的大小.
，
为圆柱
的母线，
是底面圆
的直径，
，
分别是
的中点，
．
；
；
内会有被捕的危险，求鱼被捕的概率.
与平面
相交，直线
是平面
，则直线