如图,在四棱锥P-ABCD中,∠ABC=∠ACD=90°,∠BAC=∠CAD=60°,PA⊥平面ABCD,E为PD的中点,AB=1,PA=2.(I)证明:直线CE∥平

发布时间:2020-07-31 17:44:21

如图,在四棱锥P-ABCD中,∠ABC=∠ACD=90°,∠BAC=∠CAD=60°,PA⊥平面ABCD,E为PD的中点,AB=1,PA=2.
(I)证明:直线CE∥平面PAB;
(Ⅱ)求直线CE与平面PAC所成角的余弦值.

网友回答

(I)证明:取AD中点M,连EM,CM,则EM∥PA.
∵EM?平面PAB,PA?平面PAB,
∴EM∥平面PAB.
在Rt△ACD中,∠CAD=60°,AC=AM=2,∴∠ACM=60°.
而∠BAC=60°,∴MC∥AB.
∵MC?平面PAB,AB?平面PAB,∴MC∥平面PAB.
∵EM∩MC=M,∴平面EMC∥平面PAB.
∵EC?平面EMC,∴EC∥平面PAB.
(Ⅱ)解:∵PA⊥平面ABCD,CD?平面ABCD,∴PA⊥CD
∵∠ACD=90°,PA∩AC=A
∴CD⊥平面PAC
∵CD?平面DPC
∴平面DPC⊥平面PAC
作EH⊥PC于H,则EH⊥平面PAC
∴∠ECH为直线CE与平面PAC所成角
在直角△PCD中,CD=2,PC=2,∴PD=2
∵E为中点,EH∥CD
∴CE=,EH=
∴sin∠ECH=
∴cos∠ECH=
∴直线CE与平面PAC所成角的余弦值为.

解析分析:(I)取AD中点M,利用三角形的中位线证明EM∥平面PAB,利用同位角相等证明MC∥AB,得到平面EMC∥平面PAB,证得EC∥平面PAB;(Ⅱ)证明平面DPC⊥平面PAC,作EH⊥PC于H,则EH⊥平面PAC,所以∠ECH为直线CE与平面PAC所成角,计算CE,EH,即可求得结论.

点评:本题考查线面平行,考查线面角,解题的关键是掌握线面平行的判定定理,正确作出线面角,属于中档题.
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