解题思路:(1)由OM是△APC的中位线,可得PC⊥面ABCD,PC⊥BD,由底面ABCD为菱形可得AC⊥BD,从而证明BD⊥平面PAC.
(2)利用三棱锥E-PAD的体积 VE-PAD=[1/2]VB-PAD=[1/2] VP-BAD=[1/2]×[1/3]S△ABD•PC 计算结果.
(3)作CF⊥AD,交 AD延长线于F,则PF⊥AD,过点P作AD的平行线l,可证∠CPF为平面PAD与平面PBC所成锐二面角的平面角,利用直角三角形中的边角关系求得cos∠CPF 的值.
(1)证明:∵OM是△APC的中位线,∴OM∥PC,∵OM⊥面ABCD,∵PC⊥面ABCD,PC⊥BD.
又底面ABCD为菱形,∴AC⊥BD.而OM 和 AC是平面PAC内的两条相交直线,∴BD⊥平面PAC.
(2)△ABC中,有余弦定理求得AC=
3,∵侧棱PA与底面所成角为45°,∴PC=
3,
三棱锥E-PAD的体积 VE-PAD=[1/2]VB-PAD=[1/2] VP-BAD=[1/2]×[1/3]S△ABD•PC
=[1/6]([1/2×1×1•sin60°)
3]=[1/8].
(3)∵PC⊥面ABCD,作CF⊥AD,交 AD延长线于F,则PF⊥AD.过点P作AD的平行线l,
则l是平面PAD与平面PBC所成锐二面角的棱,且l⊥PC,l⊥PF,
故∠CPF为平面PAD与平面PBC所成锐二面角的平面角.
CF=DCsin60°=
3
2,Rt△PCF中,tan∠CPF=[FC/PC]=
3
2
点评:
本题考点: 直线与平面垂直的判定;棱柱、棱锥、棱台的体积;与二面角有关的立体几何综合题.
考点点评: 本题考查证明线面垂直的方法,求棱锥的体积和二面角的大小,直线与平面垂直的判定、性质的应用,找出二面角的平面角是解题的难点.