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如图,在四棱锥PABCD中,PA⊥底面ABCD,△DAB≌△DCBE为线段BD上的点,且EAEBEDAB,延长CEAD于点F

1)若GPD的中点,求证平面PAD⊥平面CGF

2)若ADAP6,求平面BCP与平面DCP所成锐二面角的余弦值.

 

答案:
(1)见解析(2). 【解析】 (1)推导出∠BCD=,EF⊥AD,AF=DF,GF⊥平面ABCD,GF⊥AD,从而AD⊥平面CFG,由此能证明平面PAD⊥平面CGF. (2)以A为原点,AD为x轴,AB为y轴,AP为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出平面BCP与平面DCP所成锐二面角的余弦值. (1)证明:在△BCD中,EB=ED=EC=BC,∴∠BCD, ∵△DAB≌△DCB,∴△EAB≌△ECB, ∴∠FED=∠FEA=∠AEB,EC=EA, ∴∠FED=∠FEA,ED=EA,∴EF⊥AD,AF=DF, ∵PG=DG,∴FG∥PA, ∵PA⊥平面ABCD,∴GF⊥平面ABCD,∴GF⊥AD, ∵GF∩EF=F,∴AD⊥平面CFG, ∵AD⊂平面PAD,∴平面PAD⊥平面CGF. (2)解:由(1)知∠BCD, ∵△DAB≌△DCB,∴AB⊥AD, ∵AD=AP=6,,∴AB=2, 以A为原点,AD为x轴,AB为y轴,AP为z轴,建立空间直角坐标系, P(0,0,6),B(0,2,0),C(3,3,0),D(6,0,0), (0,2,﹣6),(3,3,﹣6),(6,0,﹣6), 设平面BCP的法向量(x,y,z), 则,取x=1,得(1,,﹣1), 设平面DCP的法向量(x,y,z), 则,取x=1,得(1,,1), 设平面BCP与平面DCP所成锐二面角的平面角为θ, 则cosθ. ∴平面BCP与平面DCP所成锐二面角的余弦值为.
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