(Ⅰ) 取BC的中点H,连接PH,连接AH交BD于E.根据三垂线定理,只需证明AH⊥BD即可.
(Ⅱ)连接PE,则由(Ⅰ)知PE⊥BD.∴∠PEH为所求二面角的平面角.在直角三角形PEH中求解.
【解析】
(Ⅰ)取BC的中点H,连接PH,连接AH交BD于E.
∵BC=PB=PC,∴PH⊥BC.
又面PBC⊥面ABCD,
∴PH⊥面ABCD.
∵,
∴∠HAB=∠DBC.
∵∠DBC+∠DBA=90°,
∴∠HAB+∠DBA=90°
∠AEB=90°,即AH⊥BD.
因为AH为PA在平面ABCD上的射影,∴PA⊥BD.
(Ⅱ)连接PE,则由(Ⅰ)知PE⊥BD.
∴∠PEH为所求二面角的平面角.
在△DBC中,由,求得.
∴.
即所求二面角的正切值为.