(2012•济宁一模)如图,已知四棱锥P-ABCD,底面ABCD为菱形,PA⊥平面ABCD,∠ABC=60°,E、F分别

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  • 解题思路:(I)证明△ABC为正三角形,可得AE⊥BC,根据BC∥AD,可得AE⊥AD.又PA⊥AE,且PA∩AD=A,所以AE⊥平面PAD,进而可得答案.

    (II)建立坐标系,利用题中的已知条件分别求出两个平面的法向量,借助于向量的有关运算计算出向量的夹角,再转化为二面角的平面角.

    (1)证明:∵四边形ABCD为棱形,∠ABC=60°,

    ∴△ABC是等边三角形,

    ∵E是BC的中点,∴AE⊥BC,

    又∵BC∥AD,∴AE⊥AD,

    ∵PA⊥平面ABCD,AE⊂平面ABCD,∴PA⊥AE,

    ∵PA⊂平面PAD,AD⊂平面PAD,且PA∩AD=A,

    ∴AE⊥平面PAD,

    又∵PD⊂平面PAD,∴AE⊥PD.

    (Ⅱ)由(Ⅰ)知AE,AD,AP两两垂直,以A为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,

    又E,F分别为BC,PC的中点,设AB=BC=CD=DA=2,所以AE=

    3,

    ∵PA=2,

    ∴A(0,0,0),B(

    3,-1,0),C(

    3,1,0),D(0,2,0),P(0,0,2),E(

    3,0,0),F(

    3

    2,[1/2],1),

    AE=(

    3,0,0),

    点评:

    本题考点: 二面角的平面角及求法;直线与平面垂直的性质.

    考点点评: 解决此类问题的关键是熟练掌握几何体的结构特征,以便利用已知条件得到空间的线面关系,并且便于建立坐标系利用向量的有关运算解决空间角等问题.