如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=DC,E是PC的中点,作EF⊥PB交PB于点F

2025-05-20 03:30:49
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回答1:

解答:证明:(1)连接AC,AC交BD于O,连接EO,
因为底面ABCD是正方形,所以点O是AC的中点,
在△PAC中,EO是中位线,所以PA∥EO.
而EO?面EDB,PA?面EDB,所以PA∥面EDB.
(2)因为PD⊥面ABCD,且BC?面ABCD,所以PD⊥BC.
因为底面ABCD是正方形,所以BC⊥CD.
而CD∩DP=D,所以BC⊥面CDP,因为DE?面CDP,所以BC⊥DE.
(3)解:因为PD⊥面ABCD,且DC?面ABCD,所以PD⊥DC.
因为PD=PC,所以DE⊥PC.由(2)知DE⊥BC,而BC∩PC=C.
所以DE⊥面PCB,而PB?面PCB,所以DE⊥PB.
又有EF⊥PB,且EF∩DE=E,所以PB⊥面EFD.
所以∠BDF即BD和面EFD所成的角.
令PD=DC=1,则DB=

2
,PB=
3

所以cos∠BDF=cos∠DPB=
PD
PB
1
3
3
3

故直线BD与面DEF所成角的余弦值为
3
3