Question

如图，在四棱锥P-ABCD中，底面ABCD是边长为2的菱形，∠BAD=60°，对角线AC与BD相交于点O，OP⊥底面ABCD，，E，F分别为BC，AP的中点．
（1）求证：EF∥平面PCD；
（2）求直线EF与平面ABCD所成角的余弦值．

Answer

（1）取PD的中点G，连接FG，CG，由三角形中位线定理及平行四边形性质，可得EF∥CG，进而由线面平行的判定定理得到答案．
（2）取OA中点N，连接FN，EN，可得∠FEN即为直线EF与平面ABCD所成角，解三角形可得答案．
【解析】
（1）取PD的中点G，连接FG，CG，
∵FG为△PAD的中位线
∴FG∥AD且，FG=AD
在菱形ABCD中，AD∥BC且AD=BC，又由E为BC的中点
∴CE∥AD且，CE=AD
∴CE∥FG且，CE=FG
∴四边形EFCG为平行四边形
∴EF∥CG
又∵EF⊄平面PCD，CG⊂平面PCD
∴EF∥平面PCD；
（2）取OA中点N，连接FN，EN，
∵F为PA的中点，故FN∥PO，
∵OP⊥底面ABCD，
∴FN⊥底面ABCD，
∴∠FEN即为直线EF与平面ABCD所成角，
在△EFN中，FN=OP=，NE=，EF=2
由余弦定理得：cos∠FEN=
即直线EF与平面ABCD所成角的余弦值为