作业帮 > 数学 > 作业

(2013•兰州一模)如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD是菱形,AB=2,∠BAD=60°

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/15 07:55:56
(2013•兰州一模)如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD是菱形,AB=2,∠BAD=60°
(Ⅰ)求证:BD⊥PC;
(Ⅱ)若PA=AB,求二面角A-PD-B的余弦值.
(Ⅰ)∵四边形ABCD是菱形,∴AC⊥BD.
又∵PA⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD,
∴PA⊥BD.
又∵PA∩AC=A,∴BD⊥平面PAC.
∵PC⊂平面PAC,∴BD⊥PC…(6分)
(Ⅱ)依题意,知平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD与平面ABCD的交线为AD,
过点B作BM⊥AD,垂足为M,则BM⊥平面PAD.
在平面PAD内过M作MN⊥PD,垂足为N,连BN,
则PD⊥平面BMN,
∴∠BNM为二面角A-PD-B的平面角.…(9分)
∵AB=AD,∠BAD=60°,
∴BM=

3
2AB=
3,DM=1.…(10分)
又∵PA=AB,得MN=

2
2,∴BN=

14
2.…(11分)
∴Rt△BMN中,cos∠BNM=
MN
BN=

2
2

14
2=