Question

如图，已知四棱锥P-ABCD的底面ABCD为等腰梯形，AB∥DC，AC⊥BD，AC与BD相交于点O，且顶点P在底面上的射影恰为O点，又BO=2，PO=，PB⊥PD．求异面直接PD与BC所成角的余弦值．

Answer

先通过平移将两条异面直线平移到同一个起点D，得到的锐角或直角就是异面直线所成的角，在三角形中再利用余弦定理求出此角即可．
【解析】
∵PO⊥平面ABCD，∴PO⊥BD
又，
由平面几何知识得：
过D做DE∥BC交于AB于E，连接PE，则∠PDE或其补角为异面直线PD与BC所成的角，
∵四边形ABCD是等腰梯形，
∴OC=OD=1，OB=OA=2，OA⊥OB
∴
又AB∥DC
∴四边形EBCD是平行四边形．
∴
∴E是AB的中点，且
又，
∴△PEA为直角三角形，
∴
在△PED中，由余弦定理得
故异面直线PD与BC所成的角的余弦值为