如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=DC,点E是PC的中点,作EF⊥PB于

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  • (1)证明:∵PD⊥底面ABCD,BC⊂底面ABCD;

    ∴PD⊥BC,即BC⊥PD,又BC⊥CD,PD∩CD=D;

    ∴BC⊥平面PCD,DE⊂平面PCD,∴BC⊥DE,即DE⊥BC;

    ∵PD=DC,E是PC的中点;

    ∴DE⊥PC,PC∩BC=C;

    ∴DE⊥平面PBC,PB⊂平面PBC;

    ∴DE⊥PB,即PB⊥DE,又PB⊥EF,DE∩EF=E;

    ∴PB⊥平面EFD,PB⊂平面PBC;

    ∴平面PBC⊥平面EFD;

    (2)PB⊥平面EFD,∴PB⊥EF,PB⊥DF;

    ∴∠DFE是二面角C-PB-D的平面角;

    由(1)知DE⊥平面PBC,EF⊂平面PBC;

    ∴DE⊥EF,即△DEF为Rt△;

    设PD=1,则DE=

    2

    2;

    由(1)知△PBC为Rt△,∴△PEF∽△PBC,∴

    EF

    BC=

    PE

    PB,∴EF=

    1

    2PB;

    在Rt△PDB中,PB=

    1+2=

    3,∴EF=

    3

    6;

    ∴DF=

    DE2+EF2=

    1

    2+

    1

    12=

    21

    6;

    ∴tan∠DFE=

    DE

    DF=

    2

    2

    21

    6=

    42

    7.