如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为菱形,PA⊥平面ABCD,∠ABC=60°,点E,F分别是BC,PC的中点,用向量方法解决以下问题:
(1)求异面直线AE与PD所成角的大小;
(2)若AB=AP,求二面角E﹣AF﹣C的余弦值的大小.
答案:
(1)(2)
【解析】
(1)推导出,,,从而平面,以为原点,为轴,为轴,为轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出异面直线与所成角的大小.
(2) 求出平面的法向量和平面的法向量,利用向量法能求出二面角的余弦值的大小.
(1)由四边形为菱形,,
可得为正三角形.因为为的中点,所以.
又,因此.
以为原点,为轴,为轴,为轴,建立空间直角坐标系,如图:
设,,则,0,,,0,,,0,,,2,.
,0,,,2,,
,
异面直线与所成角的大小为.
(2),
设,则,
,0,,,0,,,1,,,0,,,,.
,0,,,,,,,
设平面的法向量,,,
则,取,得,2,,
设平面的法向量,,,
则,取,得,,,
设二面角的平面角为,
则,
二面角的余弦值为.