Question

【題目】如圖，在四棱錐P－ABCD中，PA⊥平面ABCD，AB⊥AD，AD∥BC，AP＝AB＝AD＝1．

（Ⅰ）若直線PB與CD所成角的大小為，求BC的長(zhǎng)；

（Ⅱ）求二面角B－PD－A的余弦值．

Answer 1

【答案】（1）2（2）

【解析】

試題分析：（1）以為單位正交基底，建立空間直角坐標(biāo)系．設(shè)，則，利用空間向量夾角余弦公式列方程求解即可；（2）分別求出平面PBD與平面PAD的一個(gè)法向量，根據(jù)空間向量夾角余弦公式，可得結(jié)果.

試題解析：解：（1）以{ }為單位正交基底，建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系A－xyz．因?yàn)?/span>AP＝AB＝AD＝1，所以A(0，0，0)，B(1，0，0)，D(0，1，0)，P(0，0，1)．設(shè)C(1，y，0)，則＝(1，0，－1)， ＝(－1，1－y，0)． …………………2分

因?yàn)橹本�PB與CD所成角大小為，

所以|cos＜， ＞|＝| |＝ ，

即，解得y＝2或y＝0（舍），

所以C(1，2，0)，所以BC的長(zhǎng)為2．

（2）設(shè)平面PBD的一個(gè)法向量為n1＝(x，y，z)．

因?yàn)?/span>＝(1，0，－1)， ＝(0，1，－1)，

則即

令x＝1，則y＝1，z＝1，所以n1＝(1，1，1)．

因?yàn)槠矫?/span>PAD的一個(gè)法向量為n2＝(1，0，0)，

所以cos＜n1，n2＞＝

所以，由圖可知二面角B－PD－A的余弦值為．