解题思路:(1)根据线面垂直的性质及CD⊥AC结合线面垂直的判定定理可得CD⊥面PAC,进而CD⊥AE,根据等腰三角形三线合一,可得AE⊥PC,进而AE⊥面PCD,可得AE⊥PD,进而根据BA⊥PD,得到故PD⊥面ABE
(2)以A为坐标原点,AB,AD,AP分别为x,y,z轴正方向建立空间坐标系,分别求出平面APD和平面PCD的法向量,代入向量夹角公式,可得答案.
证明:(1)∵PA⊥底面ABCD,CD⊂底面ABCD,
∴CD⊥PA
又CD⊥AC,PA∩AC=A,PA,AC⊂面PAC
故CD⊥面PAC
又∵AE⊆面PAC,
故CD⊥AE…(4分)
又PA=AC,E是PC的中点,故AE⊥PC
∵CD∩PC=C,CD,PC⊂面PCD
从而AE⊥面PCD,
∵PD⊂面PCD
故AE⊥PD
易知BA⊥PD,
故PD⊥面ABE…(6分)
(2)如图建立空间直角坐标系,设AC=a,
则A(0,0,0)、P(0,0,a)、B(a,0,0)、D(0,
2a
3,0),C(
a
2,
3a
2,0),
从而
PD=(0,
2a
3,−a),
DC=(
a
2,−
3a
6,0),…(9分)
设
n1=(x,y,z)为平面PDC的法向量,
则
点评:
本题考点: 用空间向量求平面间的夹角;直线与平面垂直的判定.
考点点评: 本题考查的知识点是用空间向量求平面间的夹角,直线与平面垂直的判定与性质,(1)的关键是熟练掌握空间线面垂直与线线垂直之间的相互转化,(2)的关键是构造坐标系,将二面角问题转化为向量夹角问题.