如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD为直角梯形,PA⊥底面ABCD其中AB⊥AD,CD⊥AD,CD=AD=PA=2AB

1个回答

  • (1)取PD中点F,连接EF,AF,

    ∵E是PC的中点,∴ EF

    .

    1

    2 DC ,

    又∵ AB

    .

    1

    2 CD ,∴ EF

    . AB ,

    ∴四边形ABEF是平行四边形,∴BE ∥ AF,

    ∵BE⊄平面PAD,AF⊂平面PAD,

    ∴BE ∥ 平面PAD.

    (2)取CD的中点H,连接AH、EH、AE、BH,

    ∵ AB

    .

    1

    2 CD ,∴ AB

    . CH ,

    ∴四边形ABCH为平行四边形,∴ BC

    . AH .

    令AB=1,

    在Rt△ADH中,由勾股定理得 AH=

    2 2 + 1 2 =

    5 .

    ∵PA⊥底面ABCD,∴PA⊥AD,

    ∴ PD=2

    2 ,AF=

    1

    2 PD=

    2 .

    ∵四边形ABHD为平行四边形,AD⊥AB,

    ∴四边形ABHD为矩形,∴ AH=

    1 2 + 1 2 =

    2 .

    由三角形的中位线定理可知: EH=

    1

    2 PD =

    2 ,

    由以上作法可知:∠AHE或其补角即为异面直线PD与BC所成的角.

    ∵PA⊥AB,AB⊥AD,

    ∴AB⊥平面PAD,∴AB⊥AF.

    又∵四边形ABEF是平行四边形,∴四边形ABEF为矩形,

    ∴ AE=

    A F 2 +E F 2 =

    (

    2 ) 2 + 1 2 =

    3 .

    在△AEH中,由余弦定理得cos∠AHE=

    (

    5 ) 2 +(

    2 ) 2 -(

    3 ) 2

    2

    5

    2 =

    10

    5 .

    因此异面直线PD与BC所成角的余弦值为

    10

    5 .