(2014•聊城二模)在如图所示的几何体中,PO⊥平面ABCD,点O在AB上,EA∥PO,四边形ABCD为直角梯形,BC

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  • 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.