你所给的图中,点B、C的位置需要调换过来.
第一个问题:
取PB的中点为E,令DE的中点为F.
∵D、E分别是PC、PB的中点,∴ED=BC/2、ED∥BC,∴∠ADE=AD与BC所成的角.
∵PA=PC=AC=PB=AB=BC,∴△PAB≌△PAC,∴AE=AD=(√3/2)BC,又DF=EF,
∴AF⊥DF,∴cos∠ADE=DF/AD=(ED/2)/[(√3/2)BC]=(BC/2)/(√3BC)=√3/6,
∴∠ADE=arccois(√3/6).
∴AD与BC所成的角为 arccois(√3/6).
第二个问题:
过P作PO⊥平面ABC交平面ABC于O,连CO并延长交AB于G,过D作DH⊥CO交CO于H.
∵PA=PC=AC=PB=AB=BC,∴P-ABC是正四面体,∴O是△ABC的中心,
∴CO=(2/3)CG=(2/3)(√3/2)BC=(√3/3)BC.
∵PO⊥平面ABC,∴PO⊥CO,
∴PO=√(PC^2-CO^2)=√[(BC^2-(1/3)BC^2]=(√2/3)BC.
∵PO⊥CO、DH⊥CO,∴DH∥PO,又D∈PC且PD=CD,∴DH=(1/2)PO=(√2/6)BC.
∴sin∠DAH=DH/AD=(√2/6)BC/[(√3/2)BC]=√6/9,∴∠DAH=arcsin(√6/9).
∵DH∥PO、PO⊥平面ABC,∴DH⊥平面ABC,∴∠DAH就是AD与平面ABC所成的角.
∴AD与平面ABC所成的角为 arcsin(√6/9).