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E

因为BF∥DA且BF⊥面PEF,
所以DA⊥面PEF,所以DE⊥EP.
设正方形边长为2a,则PD=2a,DE=a
在△PDE中,

所以

V故FPDE

又因为

所以PH

所以在△PHD中,si
∠PDH

即∠PDH为DP与平面ABFD所成角的正弦值为:.
3.【2017年新课标1理科18】如图,在四棱锥PABCD中,AB∥CD,且∠BAP=∠CDP=90°.(1)证明:平面PAB⊥平面PAD;(2)若PA=PD=AB=DC,∠APD=90°,求二面角APBC的余弦值.
f【解答】(1)证明:∵∠BAP=∠CDP=90°,∴PA⊥AB,PD⊥CD,
∵AB∥CD,∴AB⊥PD,
又∵PA∩PD=P,且PA平面PAD,PD平面PAD,
∴AB⊥平面PAD,又AB平面PAB,
∴平面PAB⊥平面PAD;
(2)解:∵AB∥CD,AB=CD,∴四边形ABCD为平行四边形,
由(1)知AB⊥平面PAD,∴AB⊥AD,则四边形ABCD为矩形,
在△APD中,由PA=PD,∠APD=90°,可得△PAD为等腰直角三角形,
设PA=AB=2a,则AD

取AD中点O,BC中点E,连接PO、OE,
以O为坐标原点,分别以OA、OE、OP所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系,
则:D(
),B(
),P(0,0,),C(
).



设平面PBC的一个法向量为


,得
,取y=1,得

∵AB⊥平面PAD,AD平面PAD,∴AB⊥PD,又PD⊥PA,PA∩AB=A,
∴PD⊥平面PAB,则为平面PAB的一个法向量,

∴cos

由图可知,二面角APBC为钝角,∴二面角APBC的余弦值为.
f4.【2016年新课标1理科18】如图,在以A,B,C,D,E,F为顶点的五面体中,面ABEF为正方形,AF=2FD,∠AFD=90°,且二面角DAFE与二面角CBEF都是60°.(Ⅰ)证明平面ABEF⊥平面EFDC;(Ⅱ)求二面角EBCA的余弦值.
【解答】(Ⅰ)证明:∵ABEF为正方形,∴AF⊥EF.∵∠AFD=90°,∴AF⊥DF,∵DF∩EF=F,∴AF⊥平面EFDC,∵AF平面ABEF,∴平面ABEF⊥平面EFDC;(Ⅱ)解:由AF⊥DF,AF⊥EF,可得∠DFE为二面角DAFE的平面角;由ABEF为正方形,AF⊥平面EFDC,∵BE⊥EF,∴BE⊥平面EFDC即有CE⊥BE,可得∠CEF为二面角CBEF的平面角.可得∠DFE=∠CEF=60°.
f∵AB∥EF,AB平面EFDC,EF平面EFDC,∴AB∥平面EFDC,∵平面EFDC∩平面ABCD=CD,AB平面ABCD,∴AB∥CD,∴CD∥EF,∴四边形EFDC为等腰梯形.以E为原点,建立如图所示的坐标系,设FD=a,
则E(0,0,0),B(0,2a,0),C(,0,a),A(2a,2a,0),
∴(0,2a,0),(,2a,a),(2a,0,0)
设平面BEC的法向量为(x1,y1,z1),则


,取(,0,1).
设平面ABC的法向量r
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