(2014?清远一模)如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,已知AB=4,AD=2,PA=2,PD=22,∠PAB=60°(

2025-05-07 02:47:32
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回答1:

解答:(Ⅰ)证明:∵在△PAD中,由题设PA=AD=2,PD=

2

∴PA2+AD2=PD2
∴AD⊥PA,
∵在矩形ABCD中,AD⊥AB,又PA∩AB=A,
∴AD⊥平面PAB,
∵PB?平面PAB,∴AD⊥PB.
(Ⅱ)过点P伯PH⊥AB于H,过点H作HE⊥BD于E,连结PE,
∵AD⊥平面PAB,PH?平面PAB,∴AD⊥PH,
又∵AD∩AB=A,
∴PH⊥平面ABCD,BD?平面ABCD,
∴PH⊥BD,HE⊥BD,PH∩HE=H,
∴BD⊥平面PHE,BD⊥PE,
从而∠PEH是二面角P-BD-A的平面角,
PH=PA?sin60°=
3
,AH=PAcos60°=1,
BH=AB-AH=3,BD=
AB2+AD2
=2
5

HE=
AD
BD
?BH
=
3
5
,PE=
PH2+HE2
=
2
6
5

∴在Rt△PHE中,cos∠PEH=
HE
PE
6
4

∴二面角P-BD-A的余弦值为
6
4