设正方形边长为1,PA=a.
则B(1,0,0),E,P(0,0,a).
设点F的坐标为(0,y,0),
则=(-1,y,0),=.
∵BF⊥PE,∴·=0,解得y=,则F点坐标为,
∴F为AD中点,∴AF∶FD=1∶1.
4.选A ·=3+5-2z=0,故z=4,由·=x-1+5y+6=0,且·=3(x-1)+y-12=0,得x=,y=-.=.
5.解析:∵c=a-2b,
∴c=(1,2,3)-2(1,0,1)=(-1,2,1),
∵d=ma-b,
∴d=m(1,2,3)-(1,0,1)=(m-1,2m,3m-1).
又c⊥d,∴c·d=0,
即(-1,2,1)·(m-1,2m,3m-1)=0,
即1-m+4m+3m-1=0,∴m=0.
答案:0
6.解析:由OP⊥OQ,得·=0.
即(2cos x+1)·cos x+(2cos 2x+2)·(-1)=0.
∴cos x=0或cos x=.
∵x∈[0,π],∴x=或x=.
答案:或
7.证明:如图所示,建立空间直角坐标系,D是坐标原点,设DC=a.
(1)连接AC,AC交BD于G,连接EG.依题意得A(a,0,0),P(0,0,a),E.
∵底面ABCD是正方形,