如图,在四棱锥P-ABCD中,△PCD为等边三角形,四边形ABCD为矩形,平面PDC丄平面ABCD,M、N、E分别是AB、PD、PC的中点,AB=2AD.
(Ⅰ)求证DE丄MN;
(Ⅱ)求二面角B-PA-D的余弦值.
网友回答
解:(Ⅰ)过P作PO⊥CD于O,则O为CD的中点
∵平面PDC丄平面ABCD,∴PO⊥平面ABCD
建立如图所示的直角坐标系,设AD=2,则AB=4
∴
∴
∴,∴
∴DE丄MN;
(Ⅱ)设为平面PAB的一个法向量,而
由得
∴
又设为平面PAD的一个法向量,而
由得
∴
∴
从而可知,二面角B-PA-D的余弦值为
解析分析:(Ⅰ)建立空间直角坐标系:过P作PO⊥CD于O,则O为CD的中点,由平面PDC丄平面ABCD,知PO⊥平面ABCD,用坐标表示向量,进而证明,从而得证;(Ⅱ)分别求出平面PAB、平面PAD的一个法向量,再利用数量积公式求夹角.
点评:本题的考点是用空间向量求平面角的夹角,主要考查空间直角坐标系的建立,考查用坐标表示向量,考查用空间向量的方法解决线线位置关系,求二面角的平面角.