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(本小题满分14分)在四棱锥PABCD中,底面ABCD是正方形,侧棱PD与底面ABCD垂直,PD=DCEPC的中点,作EF于点F(Ⅰ)证明PA平面EBD

(Ⅱ)证明PB平面EFD

(Ⅲ)求二面角的余弦值;

(Ⅰ)见解析    (Ⅱ)见解析   (Ⅲ)


解析:

(Ⅰ)建立如图所示的空间坐标系。

设底面正方形的边长是a.

连接AC,BD相交于G连EG

       ………… 2分

依题意得:A(a,0,0),P(0,0,a),E 

由于底面ABCD是正方形,故G( 

,即PA//EG,  EG

故PA//平面EBD.                              ………… 6分

(Ⅱ)依题意得:B(a,a,0),

,由已知EF

故,PB平面EFD                         ………… 10分

(Ⅲ)由题意知平面的法向量

     由(Ⅱ)知平面的法向量

                             

∴二面角的余弦值是.                ………… 14分

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3
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π
4
+x)cos(
π
4
+x)

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π
2
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