解题思路:(Ⅰ)要证BE⊥PD,可以通过证明PD⊥面ABE得出.利用BA⊥面PAD得出BA⊥PD,结合△PAD为等腰直角三角形.得出AE⊥PD,能证明PD⊥面ABE.
(Ⅱ)连接AC,,在四边形ABCD中,先得出∠ACD=90°,结合PA⊥CD,得出∠PCA为二面角P-CD-A的平面角,在RT△PAC中求解即可.
(Ⅰ)证明:连接AE.
∵PA⊥底面ABCD,PD与底面成45°角,
∴∠PDA=45°,△PAD为等腰直角三角形.
∵点E是PD的中点∴AE⊥PD,
PA⊥底面ABCD,PA⊂面PAD,
∴面PAD⊥底面ABCD,
而面PAD∩底面ABCD=AD,∠BAD=90°,∴BA⊥AD,∴BA⊥面PAD,PD⊂面PAD,∴BA⊥PD,AE∩BA=A,∴PD⊥面ABE,
BE⊂面ABE,∴BE⊥PD.
(Ⅱ)
连接AC,∠PCA为二面角P-CD-A的平面角.
取AD中点F,连接CF,∠BAD=90°,AB=BC=1,四边形ABCF是正方形,∠ACF=45°,又AD=2,
∴FD=CF=1,∠FCD=45°,
∴∠ACD=90°,即AC⊥CD.又PA⊥CD,
∴CD⊥面PAC,
∴PC⊥CD,即∠PCA为二面角P-CD-A的平面角.
在RT△PAC中,AC=
2,PA=AD=2,PC=
AC2+PA2=
6.cos∠PCA=[AC/PC]=
2
6=
3
3.所以二面角P-CD-A的余弦值为
点评:
本题考点: 与二面角有关的立体几何综合题;空间中直线与直线之间的位置关系.
考点点评: 本题考查空间直线、平面位置关系的判断,二面角大小求解,考查空间想象能力、推理论证、计算、转化能力.