如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是一直角梯形,∠BAD=90°,AD∥BC,AB=BC=1,AD=2,PA⊥底面ABCD,PD

2025-05-08 18:29:44
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回答1:

(Ⅰ)证明:连接AE.
∵PA⊥底面ABCD,PD与底面成45°角,
∴∠PDA=45°,△PAD为等腰直角三角形.
∵点E是PD的中点∴AE⊥PD,
PA⊥底面ABCD,PA?面PAD,
∴面PAD⊥底面ABCD,
而面PAD∩底面ABCD=AD,∠BAD=90°,∴BA⊥AD,∴BA⊥面PAD,PD?面PAD,∴BA⊥PD,AE∩BA=A,∴PD⊥面ABE,
BE?面ABE,∴BE⊥PD.


(Ⅱ)解:

连接AC,∠PCA为二面角P-CD-A的平面角.
取AD中点F,连接CF,∠BAD=90°,AB=BC=1,四边形ABCF是正方形,∠ACF=45°,又AD=2,
∴FD=CF=1,∠FCD=45°,
∴∠ACD=90°,即AC⊥CD.又PA⊥CD,
∴CD⊥面PAC,
∴PC⊥CD,即∠PCA为二面角P-CD-A的平面角.
在RT△PAC中,AC=

2
,PA=AD=2,PC=
AC2+PA2
=
6
.cos∠PCA=
AC
PC
=
2
6
=
3
3
.所以二面角P-CD-A的余弦值为