(2014•石家庄模拟)如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是直角梯形,CD⊥平面PAD,BC∥AD,PA=PD,O

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  • 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.