(2014•东昌区二模)如图,四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,AB⊥AD,AC⊥CD,PA=AB=BC=AC,

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  • 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)

    n1=(x,y,z)为平面PDC的法向量,

    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.