(2010?河南二模)在四棱锥P-ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,△PAD是等边三角形,底面ABCD是边长为2的菱形,

2025-05-07 02:18:11
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回答1:

解答:证明:(I)E是AD中点,连接PE∴AB=2,AE=1
∴BE2=AB2+AE2-2AB?AE?cos∠BAD
=4+1-2×2×1×cos60°=3
∴AE2+BE2=1+3=4=AB2∴BE⊥AE
又平面PAD⊥平面ZBCD,交线AD
∴BE⊥平面PAD
(II)证明:取PB的中点H,连接FH,AH
AE=

1
2
BC  ,AE∥BC,又HF是△PBC的中位线
HF∥
1
2
BC,HF=
1
2
BC

∴AE∥HF,AE=HF
∴四边形AHFE是平行四边形
∴EF∥AH
又EF?平面PAB,AH?平面PAB
∴AH∥平面PAB
(III)由(I)知BC⊥BE,PE⊥BC
又PE'BE是平面PBE内两相交直线
∴BC⊥平面PBE,又由(II)知HF∥BC
∴FH⊥平面PBE
∴∠FEH是直线EF与平面PBE所成的角
易知BE=PE=
3
,在Rt△PBE中EH=
6
2

tan∠FEH=
6
3
cos∠FEH=
15
5

故直线EF与平面PBE所成角的余弦值为
15
5