以DA,DC,DP所在直线分别为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系(如图).
设AD=a,则D(0,0,0)A(a,0,0),B(a,a,0),C(0,a,0),E(a,
,0),P(0,0,z),F(
,
,
).
(Ⅰ)证明:∵
=(﹣
,0,
)(0,a,0)=0,
∴
,∴EF⊥CD.
(Ⅱ)当Q是AD中点时,有QF⊥面PBC.
取PC中点K,连DK,FK,则DK⊥面PBC.
又FK
AD,FK=AD,∴QF
DK
∴QF⊥面PBC.
∴DK⊥PC,
∵K是PC的中点,所以PD=DC,
底面ABCD为正方形,所以DB=
PB与面ABCD所成角的正切值为:
.