如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,PA⊥底面ABCD,PA=AB=,点E是棱PB的中点。(1)证明:AE⊥平面PBC;(2)若AD=1,求二面角B-EC-D的平面角的余弦值。-高三数学

题目简介

如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,PA⊥底面ABCD,PA=AB=,点E是棱PB的中点。(1)证明:AE⊥平面PBC;(2)若AD=1,求二面角B-EC-D的平面角的余弦值。-高三数学

题目详情

如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,PA⊥底面ABCD,PA=AB=,点E是棱PB的中点。
(1)证明:AE⊥平面PBC;
(2)若AD=1,求二面角B-EC-D的平面角的余弦值。
题型:解答题难度:中档来源:专项题

答案

解:(1)证明:如图,由PA⊥底面ABCD,得PA⊥AB
又PA=AB,故△PAB为等腰直角三角形,
而点E是棱PB的中点,所以AE⊥PB
由题意知BC⊥AB,
又AB是PB在面ABCD内的射影,
由三垂线定理,得BC⊥PB,
从而BC⊥平面PAB,
故BC⊥AE
因AE⊥PB,AE⊥BC,
所以AE⊥平面PBC。
(2)由(1)知BC⊥平面PAB,
又AD∥BC,得AD⊥平面PAB,故AD⊥AE,
在Rt△PAB中,
从而在Rt△DAE中,
在Rt△CBE中,

所以△CED为等边三角形
取CE的中点F,连接DF,则DF⊥CE
因BE=BC=1,且BC⊥BE,则△EBC为等腰直角三角形,
连接BF,则BF⊥CE,
所以∠BFD为所求的二面角的平面角
连接BD,在△BFD中,

所以
故二面角B-EC-D的平面角的余弦值为

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