解题思路:(Ⅰ)设BD∩OC=F,连接EF,由已知条件推导出EF∥PO,平面ABCD⊥平面PAD,PO⊥平面ABCD,从而得到EF⊥平面ABCD,进而得到AB⊥EF,再由AB⊥BD,能证明AB⊥平面BED,由此得到AB⊥DE.
(Ⅱ)在平面ABCD内过点A作AH⊥CO交CO的延长线于H,连接HE,AE,由已知条件推导出∠AEH是二面角A-PC-O的平面角.由此能求出二面角A-PC-O的余弦值.
(Ⅰ)证明:设BD∩OC=F,连接EF,
∵E、F分别是PC、OC的中点,则EF∥PO,…(1分)
∵CD⊥平面PAD,CD⊂平面ABCD,∴平面ABCD⊥平面PAD,
又PA=PD,O为AD的中点,则PO⊥AD,
∵平面ABCD∩平面PAFD=AD,∴PO⊥平面ABCD,
∴EF⊥平面ABCD,
又AB⊂平面ABCD,∴AB⊥EF,…(3分)
在△ABD中,AB2+BD2=AD2,AB⊥BD,
又EF∩BD=F,∴AB⊥平面BED,
又DE⊂平面BED,∴AB⊥DE.…(6分)
(Ⅱ)在平面ABCD内过点A作AH⊥CO交CO的延长线于H,
连接HE,AE,
∵PO⊥平面ABCD,∴POC⊥平面ABCD,
平面POC∩平面ABCD=AH,∴AH⊥平面POC,
PC⊂平面POC,∴AH⊥PC.
在△APC中,AP=AC,E是PC中点,∴AE⊥PC,
∴PC⊥平面AHE,则PC⊥HE.
∴∠AEH是二面角A-PC-O的平面角.…(10分)
设PO=AD=2BC=2CD=2,
而AE2=AC2-EC2,
AE=
14
2,AH=
2
2,则sin∠AEH=
7
7,
∴二面角A-PC-O的余弦值为
42
7.…(12分)
点评:
本题考点: 二面角的平面角及求法.
考点点评: 本题考查异面直线垂直的证明,考查二面角的余弦值的求法,解题时要认真审题,注意空间思维能力的培养.