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如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD为直角梯形,PA⊥底面ABCD其中AB⊥A...

如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD为直角梯形,PA⊥底面ABCD其中AB⊥AD,CD⊥AD,CD=AD=PA=2AB,E是PC中点.
(1)求证:BE∥平面PAD;
(2)求异面直线PD与BC所成角的余弦值.

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(1)利用三角形的中位线定理和线面平行的判定定理即可证明; (2)先作出异面直线所成的角,再使用余弦定理即可求出. 【解析】 (1)取PD中点F,连接EF,AF, ∵E是PC的中点,∴, 又∵,∴, ∴四边形ABEF是平行四边形,∴BE∥AF, ∵BE⊄平面PAD,AF⊂平面PAD, ∴BE∥平面PAD. (2)取CD的中点H,连接AH、EH、AE、BH, ∵,∴, ∴四边形ABCH为平行四边形,∴. 令AB=1, 在Rt△ADH中,由勾股定理得=. ∵PA⊥底面ABCD,∴PA⊥AD, ∴,AF=. ∵四边形ABHD为平行四边形,AD⊥AB, ∴四边形ABHD为矩形,∴=. 由三角形的中位线定理可知:=, 由以上作法可知:∠AHE或其补角即为异面直线PD与BC所成的角. ∵PA⊥AB,AB⊥AD, ∴AB⊥平面PAD,∴AB⊥AF. 又∵四边形ABEF是平行四边形,∴四边形ABEF为矩形, ∴=. 在△AEH中,由余弦定理得cos∠AHE==. 因此异面直线PD与BC所成角的余弦值为.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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