已知四棱锥P-ABCD的底面为直角梯形,AB∥DC,∠DAB=90°,PA⊥底面ABCD,且PA=AD=DC= AB=1

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  • (Ⅰ)证明:∵PA⊥面ABCD,CD⊥AD,

    ∴由三垂线定理得:CD⊥PD.

    因而,CD与面PAD内两条相交直线AD,PD都垂直,

    ∴CD⊥面PAD.

    又CD⊥面PCD,

    ∴面PAD⊥面PCD.

    (Ⅱ)过点B作BE∥CA,且BE=CA, 则∠PBE是AC与PB所成的角.

    连接AE,可知AC=CB=BE=AE=

    又AB=2, 所以四边形ACBE为正方形.

    由PA⊥面ABCD,得∠PEB=90°

    在Rt△PEB中,BE=a 2=3b 2,PB=

    ∴AC与PB所成的角为

    (Ⅲ)作AN⊥CM,垂足为N,连接BN.

    在Rt△PAB中,AM=MB,又AC=CB,

    ∴△AMC≌△BMC,

    ∴BN⊥CM,故∠ANB为所求二面角的平面角

    ∵CB⊥AC,

    由三垂线定理,得CB⊥PC,

    在Rt△PCB中,CM=MB,所以CM=AM.

    在等腰三角形AMC中,AN·MC=

    ∴AB=2,

    故所求的二面角为