∴二面角A-FD-B的余弦值为.……………………13分
解法二(I)证明:连接AC交BD于O,
∵底面ABCD为正方形,∴BD⊥AC.……………………2分
∵PA⊥平面ABCD,∴PA⊥BD,又PA∩AC=A,
∴BD⊥平面PAC.………………………………………4分
由于F为PA上的点,
设二面角A-FD-B的平面角为θ,易知cosθ=,
∵cos<,>=.………………………………………12分
易知平面AFD的一个法向量=(a,0,0).
取x=1得=(1,1,2)为平面FDB的一个法向量.……………………………………10分
=0, 2y-z=0.
=0, 2x-z=0,
∴ ∴
∵⊥,⊥,
设平面BFD的法向量为=(x,y,z).
∴=(a,0,-), =(0,a,-).………………………………………………8分