如图在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是边长为a的正方形,侧面PAD⊥底面ABCD,且PA=PD=22AD.(1)求证:面PAB

如图在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是边长为a的正方形,侧面PAD⊥底面ABCD,且PA=PD=22AD.(1)求证:面PAB⊥平面PDC;(2)求二面角B-PD-C... 如图在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是边长为a的正方形,侧面PAD⊥底面ABCD,且PA=PD=22AD.(1)求证:面PAB⊥平面PDC; (2)求二面角B-PD-C的余弦值. 展开
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小美277761f737
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解:(1)如图,取AD的中点O,连结OP,OF.
∵PA=PD,∴PO⊥AD.
∵侧面PAD⊥底面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,
∴PO⊥平面ABCD,
而O,F分别为AD,BD的中点,∴OF∥AB,
又ABCD是正方形,故OF⊥AD.
PA=PD=
2
2
AD
,∴PA⊥PD,OP=OA=
a
2

以O为原点,向量,为x,y,z轴建立空间直线坐标系,
则有A(
a
2
,0,0)
F(0,
a
2
,0)
D(-
a
2
,0,0)
P(0,0,
a
2
)
B(
a
2
,a,0)
C(-
a
2
,a,0)

∵E为PC的中点,∴E(-
a
4
a
2
a
4
)

(1)∵
PA
=(
a
2
,0,-
a
2
)
,=(0,-a,0)∴??=(,0,-)?(0,-a,0)=0,
PA
CD
,从而PA⊥CD,又PA⊥PD,PD∩CD=D,
∴PA⊥平面PDC,而PA?平面PAB,
∴平面PAB⊥平面PDC.           
(2)由(1)知平面PDC的法向量为
PA
=(
a
2
,0,-
a
2
)

设平面PBD的法向量为
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