,则y1=0,z1=-1,
∴
1=20,-1为平面PBC的一个法向量.设平面DPC的法向量为
2=x2,y2,z2,
则
2=0,
2=0,
-12x2-23y2+2z2=0,∴
-32x2+23y2=0,
令x2=1,则y2=3,z2=1,
∴
2=1,3,1为平面DPC的一个法向量.
∴cos〈
1,
2〉=
2-15×
5=15,
故二面角DCPB的余弦值为15
二、重点选做题
1如图,在四棱锥PABCD中,AD∥BC,平面APD⊥平面ABCD,PA=
PD,E在AD上,且AB=BC=CD=DE=EA=2
1求证:平面PEC⊥平面PBD;
2设直线PB与平面PEC所成的角为π6,求平面APB与平面PEC所
成的锐二面角的余弦值.
解:1证明:连接BE
在△PAD中,PA=PD,AE=ED,所以PE⊥AD又平面APD⊥平面ABCD,平面APD∩平面ABCD=AD,所以PE⊥平面ABCD,又BD平面ABCD,故PE⊥BD在四边形ABCD中,BC∥DE,且BC=DE,
f所以四边形BCDE为平行四边形,又BC=CD,所以四边形BCDE为菱形,故BD⊥CE,又PE∩EC=E,所以BD⊥平面PEC,又BD平面PBD,所以平面PEC⊥平面PBD2取BC的中点F,连接EF由1可知,△BCE是一个正三角形,所以EF⊥BC,又BC∥AD,所以EF⊥AD又PE⊥平面ABCD,故以E为坐标原点,分别以直线EF、直线ED、直线EP为x轴、y轴、z轴,建立如图所示的空间直角坐标系.
设PE=tt0,则D020,A0,-20,P00,t,F3,
00,B3,-10.
因为BD⊥平面PEC,
所以=-3,30是平面PEC的一个法向量,
又=3,-1,-t,
-6
-3
所以cos〈,〉==
4+t2×2
=3
4+t2
由已知可得si
π6=cos〈,〉=
34+t2,得
t=2
2负值舍去.
故P0022,=3,-1,-22,=3,10.设平面APB的法向量为
=x,y,z,
则由
==00,,
3x-y-22z=0,可得
3x+y=0,
取y=-6,则x=2,z=3,
故
=2,-6,3为平面APB的一个法向量,
所以
cos〈,
〉=
=2
-43×
6=-211
1122
设平面APB与平面PEC所成的锐二面角为θ,
则cosθ=cos〈,
〉=21122
f2.如图1,正方形ABCD的边长为4,AB=AE=BF=12EF,AB∥EF,把四边形ABCD沿AB折起,使得AD⊥平面AEFB,G是EF的中点,如图2
1求证:AG⊥平面BCE;2求二面角CAEF的余弦值.解:1证明:连接BG,因为BC∥AD,AD⊥底面AEFB,所以BC⊥底面AEFB,又AG底面AEFB,所以BC⊥AG,因为ABEG,AB=AE,所以四边形ABGE为菱形,所以AG⊥BE,又BC∩BE=B,BE平面BCE,BC平面BCE,所以AG⊥平面BCE2由1知四边形ABGE为菱形,AG⊥BE,AE=EG=BG=AB=4,设r