解题思路:(1)证明CD⊥平面PAD,可得CD⊥PA,利用PA⊥AD,AD∩CD=D,可以证明PA⊥面ABCD;
(2)以AB所在直线为x轴,AD所在直线为y轴,AP所在直线为z轴建立空间坐标系,求出平面的法向量,利用向量的夹角公式,结合平面EBD与平面ABCD所成锐二面角θ∈([π/4],[π/3]),即可求a的取值范围.
(1)证明:∵E为PC的中点,DE=EC=PE
∴PD⊥DC,
∵CD⊥AD,PD∩AD=D,
∴CD⊥平面PAD,
∵PA⊂平面PAD,
∴CD⊥PA,
∵PA⊥AD,AD∩CD=D,
∴PA⊥面ABCD;…(6分)
(2)以AB所在直线为x轴,AD所在直线为y轴,AP所在直线为z轴建立空间坐标系,
B(1,0,0),D(0,2,0)P(0,0,a),C(2,2,0),E(1,1,
a
2)…(7分)
平面BCD法向量
n1=(0,0,1),平面EBD法向量
n2=(2a,a,−2)…(9分)
cosθ=
2
5a2+4∈(
1
2,
2
2),可得a∈(
2
5
5,
2
15
5)…(12分)
点评:
本题考点: 二面角的平面角及求法;直线与平面垂直的判定.
考点点评: 本题考查了线面垂直的判定,考查了利用空间向量求二面角的大小,解答的关键是建立正确的空间坐标系,该题训练了学生的计算能力,是中档题.