解题思路:(Ⅰ)由已知条件推导出点A,B,P,E共面,BC⊥平面PEAB,从而得到PE⊥BC,由此能证明PE⊥平面PBC.
(Ⅱ)建立空间直角坐标系,利用向量法能求出二面角E-BD-A的余弦值.
(Ⅰ)证明:EA∥OP,AO⊂平面ABP,
∴点A,B,P,E共面,
∵PO⊥平面ABCD,PO⊂平面PEAB,
∴平面PEAB∩平面ABCD=AB,
∴BC⊥平面PEAB,∴PE⊥BC,
取OP中点F,连接EF,
∵EA=AO=[1/2]CD,OP=CD,
∴EA=OF,
∴EFOA是平行四边形,
∵PO⊥平面ABCD,
∴OP⊥AB,
∴EFOA是正方形,
∴EF⊥PF,
∵EF=PF,
∴∠EPF=45°,
∵PO=OB,OP⊥AB,
∴∠OPB=45°,
∴∠EPB=90°,
∴PE⊥PB
∴PE⊥平面PBC.
(Ⅱ)由已知知四边形BCDO是正方形,OD、OB、OP两两垂直,
如图建立空间直角坐标系,设DC=1,
则B(0,1,0),D(1,0,0),E(0,-0.5,0.5),
设平面BDE的一个法向量为
n1=(x,y,z),
BD=(1,-1,0),
BE=(0,-1.5,0.5),∴
x-y=0
-1.5y+0.5z=0,
取y=1,则x=1,z=3,从而
n1=(1,1,3).
取平面ABD的一个法向量为
n2=(0,0,1).
cos<
n1,
n2>=
点评:
本题考点: 与二面角有关的立体几何综合题;直线与平面垂直的判定.
考点点评: 本题考查直线与平面垂直的证明,考查二面角的余弦值的求法,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用.