已知四棱錐P-ABCD的底面ABCD是邊長為2的正方形,PD⊥底面ABCD,E,F(xiàn)分別為棱BC、AD的中點.
(1)求證:DE∥平面PFB;
(2)已知二面角P-BF-C的余弦值為,求四棱錐P-ABCD的體積.
(Ⅰ)因為E,F(xiàn)分別為正方形ABCD的兩邊BC,AD的中點,
所以,                           2分
所以,為平行四邊形,              3分
,                            4分          
又因為平面PFB,且平面PFB,   所以DE∥平面PFB.           5分
(Ⅱ)如圖,以D為原點,射線DA,DC,DP分

別為x,y,z軸建立空間直角坐標系.           6分
設PD=a,     可得如下點的坐標:
P(0,0,a),F(1,0,0),B(2,2,0)           則有:
因為PD⊥底面ABCD,所以平面ABCD的一個法向量為,    7分
設平面PFB的一個法向量為,則可得
  即 
令x=1,得,所以.          8分
由已知,二面角P-BF-C的余弦值為,所以得:
,              
解得a =2.  因為PD是四棱錐P-ABCD的高,所以,其體積為.
(1)證:DE//BF即可;
(2)可以利用向量法根據(jù)二面角P-BF-C的余弦值為,確定高PD的值,即可求出四棱錐的體積.也可利用傳統(tǒng)方法直接作出二面角的平面角,求高PD的值也可.在找平面角時,要考慮運用三垂線或逆定理.
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