底面上的射影为O,连接DO,并延长交BC于点E,连接AE,则E为BC的中点,故AE⊥BC,DE⊥BC,
∴∠AEO为侧面ABC与底面BCD所成的二面角的平面角.
在Rt△AEO中,AE=,EO=ED=×=,
∴cos∠AEO==.]
三、解答题
9.如图,四边形ABCD是边长为a的菱形,PC⊥平面ABCD,E是PA的中点,求证:平面BDE⊥平面ABCD.
[证明] 设AC∩BD=O,连接OE.
因为O为AC中点,E为PA的中点,
所以EO是△PAC的中位线,
EO∥PC.
因为PC⊥平面ABCD,
所以EO⊥平面ABCD.
又因为EO平面BDE,
所以平面BDE⊥平面ABCD.
10.如图,在四棱锥PABCD中,PA⊥平面ABCD,AB⊥AD,AC⊥CD,∠ABC=60°且PA=AB=BC,E是PC的中点.求证:
(1)CD⊥AE;
(2)PD⊥平面ABE.
[解] (1)因为PA⊥平面ABCD,CD平面ABCD,
所以PA⊥CD.因为AC⊥CD,PA∩AC=A,所以CD⊥平面PAC.
而AE平面PAC,所以CD⊥AE.
(2)由PA=AB=BC,∠ABC=60°,可得AC=PA.
因为E是PC的中点,所以AE⊥PC.
由(1)知,AE⊥CD,且PC∩CD=C,所以AE⊥平面PCD.
又PD平面PCD,所以AE⊥PD.
因为PA⊥平面ABCD,AB平面ABCD,所以PA⊥AB.