证明:(1)∵PA⊥底面ABCD,CD?平面ABCD,
∴PA⊥CD.
又∵CD⊥AD,CD⊥平面PAD.
∴CD⊥PD.(4分)
(2)取PD中点M,连接FM,AM,
∵F为PC中点
∴FM∥CD,FM=
CD1 2
∵E为AB中点,ABCD为矩形,
∴AE∥CD,AE=
CD,1 2
∴AE∥FM,AE=FM,
∴AEFM是平行四边形,
∴EF∥AM,
∵AM?平面PAD,
∴EF∥平面PAD,(8分)
解:(3)取CD中点G,连接FG,EG
∵E,G为矩形ABCD中AB,CD中点,
∴EG⊥CD.
∵F,G为PC,CD中点,
∴FG∥PD,FG=
PD,1 2
∵PD⊥CD,
∴FG⊥CD.
∴∠FGE为二面角P-CD-A的平面角
∵∠PAD=90°,M为PD中点,
∴EF=AM=
PD,1 2
∴EF=FG
又∵FG⊥CD,EG⊥CD,FG∩EG=G,
∴CD⊥平面EFG,
∵EF?平面EFG,
∴CD⊥EF,
∵FG?面PCD,CD?面PCD,FG∩CD=G,
∴当EF⊥FG即∠EFG=90°时,EF⊥面PCD,此时∠FGE=45°(12分)