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.(Ⅰ)证明:AE⊥平面PBC;(Ⅱ)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.(Ⅰ)证明:AE⊥平面PBC;(Ⅱ)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.
(Ⅰ)证明:AE⊥平面PBC;
(Ⅱ)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:偏难来源:重庆市高考真题

答案

(Ⅰ)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,
因为AE⊥PB,AE⊥BC,
所以AE⊥平面PBC.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知BC⊥平面PAB,又AD∥BC,
得AD⊥平面 PAB,故AD⊥AE,
在Rt△PAB中,1,
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,
连结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

更多内容推荐