四棱锥P-ABCD的底面ABCD是正方形,PA ⊥ 底面ABCD,且PA=AB=α
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答:

(1)ABCD是正方形,则对角线相互平分并且垂直:BD⊥AC

PA⊥平面ABCD:PA⊥BD

所以:BD⊥平面PAC

所以:BD⊥PC

所以:异面直线PC和BD所成的角为90°

(2)设PA、AD、CD的中点分别为M,N,W,连接MN、MW、NW

显然:

MN是三角形PAD的中位线,MN//PD

NW是三角形ACD的中位线,NW//AC

所以:∠MNW是异面直线PD和AC所成的角.

正方形ABCD的边长AB=a,则对角线AC=√2a,所以:NW=AC/2=√2a/2

因为:PA=AB=AD=a

所以:等腰直角三角形PAD中,斜边PD=√2AD=√2a,所以:MN=PD/2=√2a/2

连接AW:直角三角形ADW中,AW=√(AD²+DW²)=√(a²+a²/4)=√5a/2

直角三角形MAW中,MW=√(MA²+AW²)=√(a²/4+5a²/4)=√6a/2

等腰三角形MNW中:MN=NW=√2a/2,MW=√6a/2

所以:顶角∠MNW=120°

所以:异面直线PD和AC所成的角为120°