题目内容
【题目】如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为正方形,侧面PAD是正三角形,侧面
底面ABCD,M是PD的中点.
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(1)求证:
平面PCD;
(2)求侧面PBC与底面ABCD所成二面角的余弦值.
【答案】(1)见解析;(2)![]()
【解析】
(1)在正方形ABCD中,证得
,再在
中得到
,利用线面垂直的判定,即可得到
平面PCD;
(2)取AD,BC的中点分别为E,F,连接EF,PE,PF,证得
是侧面PBC与底面ABCD所成二面角的平面角,再直角
中,即可求得侧面PBC与底面ABCD所成二面角的余弦值.
(1)在正方形ABCD中,
,
又侧面
底面ABCD,侧面
底面
,
所以
平面PAD,
平面PAD,所以
,
是正三角形,M是PD的中点,所以
,
又
,所以
平面PCD.
(2)取AD,BC的中点分别为E,F,连接EF,PE,PF,
则
,所以
,
又在正
中,
,
平面PEF,
∵正方形ABCD中,
平面PEF,
是侧面PBC与底面ABCD所成二面角的平面角,
由
平面PAD,
,
平面PEF,
平面PAD,
.设正方形ABCD的边长
,则
,
所以
,所以
,
即侧面PBC与底面ABCD所成二面角的余弦值为
.
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