Question

如图，已知四棱锥P-ABCD的底面ABCD为正方形，PA⊥平面ABCD，E、F分别是BC，PC的中点，
AB=2，AP=2．
（1）求三棱锥P-BCD的体积；
（2）求异面直线EF与PD所成角的大小．

Answer

（1）根据题意，得PA是三棱锥P-BCD的高，求出△BCD的面积，再结合锥体体积公式，可得三棱锥P-BCD的体积；
（2）由三角形中位线定理，得EF∥PB，所以∠BPD或其补角为面直线EF与PD所成角，再通过计算得到△PBD是边长为2的正三角形，得到异面直线EF与PD所成角的大小为60°．
【解析】
（1）∵PA⊥平面ABCD，∴PA是三棱锥P-BCD的高
又∵△BCD面积为S==2，
∴三棱锥P-BCD的体积V=S△BCD•PA==
（2）∵△PBC中，EF是中位线
∴EF∥PB，EF=PB
可得∠BPD或其补角为面直线EF与PD所成角，
∵Rt△PAB中，PA=AB=2，∴PB=2，同理可得PD=BD=2
因此△PBD是边长为2的正三角形，∠BPD=60°
即异面直线EF与PD所成角的大小为60°．