(2014•淮南二模)如图,在四棱锥P-ABCD中,AD=CD=2AB=2,PA⊥AD,AB∥CD,CD⊥AD,E为PC

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  • 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.