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如图,PA⊥平面ABCD,AD∥BC,∠ABC=90°,AB=BC=PA=1,A...

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.

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(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.  (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)【解析】 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
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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