如图,PA⊥平面ABCD,AD∥BC,∠ABC=90°,AB=BC=PA=1,AD=3,E是PB的中点.(1)求证:AE⊥平面PBC;(2)求二面角B-PC-D的余弦

发布时间:2020-07-31 13:13:40

如图,PA⊥平面ABCD,AD∥BC,∠ABC=90°,AB=BC=PA=1,AD=3,E是PB的中点.
(1)求证:AE⊥平面PBC;
(2)求二面角B-PC-D的余弦值.

网友回答

?(1)证明:根据题意,建立如图所示的空间直角坐标系,
A(0,0,0),B(1,0,0),C(1,1,0),
D(0,3,0),P(0,0,1),E(,0,),
∴=(,0,),=(0,1,0),
=(-1,0,1).
∴?=0,?=0,
所以⊥,⊥.
所以AE⊥BC,AE⊥BP.
因为BC,BP?平面PBC,且BC∩BP=B,
所以AE⊥平面PBC.??????????????
(2)解:设平面PCD的法向量为=(x,y,z),则?=0,?=0.
因为=(-1,2,0),=(0,3,-1),所以.
令x=2,则y=1,z=3.
所以=(2,1,3)是平面PCD的一个法向量.????????????? …8分
因为AE⊥平面PBC,所以平面PBC的法向量.
所以cos<,>==.
根据图形可知,二面角B-PC-D的余弦值为-.????????? …10分
解析分析:(1)建立空间直角坐标系,用坐标表示向量,求得?=0,?=0,即可证得结论;(2)确定平面PCD、平面PBC的法向量,利用向量的夹角公式可得结论.

点评:本题考查线面垂直,考查面面接哦,考查利用向量知识解决立体几何问题,正确用坐标表示向量是关键.
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