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四棱锥P-ABCD中,侧面PAD⊥底面ABCD,底面ABCD是矩形,BC=2CD=2,又PA=PD,∠APD=90°,E、G分别是BC、PE的中点.

(1)求证:AD⊥PE;

(2)求二面角E-AD-G的大小.

答案:
解析:

  解:解法一:

  (1)如图,取AD的中点O,连结OP,OE

   2分

  又E是BC的中点,

   4分

  又OP∩OE=0,

  平面OPE.

  而平面OPE,

   6分

  (2)取OE的中点F,连结FG,OG,

  则由(1)易知ADOG,又OEAD,

  就是二面角E-AD-G的平面角 9分

  

  

  即二面角E-AD-G的大小为45°.12分

  解法二:

  (1)同解法一.

  (2)建立如图所示的空间直角坐标系,

  则A(1,0,0),D(-1,0,0),P(0,0,1),E(0,1,0)

   8分

  设平面ADG的法向量为

  由

  得

   10分

  又平面EAD的一个法向量为

  又因为

   11分

  ∴二面角E-AD-G的大小为45°. 12分


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