如圖,等腰梯形ABCD,AD//BC,P是平面ABCD外一點,P在平面ABCD的射影O恰在AD上,.

(1)證明:;
(2)求二面角A-BP-D的余弦值.
(1)見解析(2)

試題分析:
(1)要證明直線PA垂直BO,根據(jù)線面垂直的性質只需要證明BO垂直于PA所在的面PAD即可,首先O是點P在面ABCD上的投影,則有PO垂直于面ABCD,即有BO與PO垂直,三角形ABO的三條邊已知,則利用三角形的勾股定理即可證明BO垂直于AD,即有BO垂直于面PAD內兩條相交的直線,則BO垂直于面PAD,故有BO垂直于PA.
(2)根據(jù)(1)利用AD,PO,BO兩兩垂直,即可分別設為x,y,z軸建立三維直角坐標系,利用坐標法來求解二面角,即分別求出面ABP與面BPD的法向量,法向量的夾角即為二面角或其補角,根據(jù)觀察不能發(fā)現(xiàn)該二面角是鈍角,則利用向量內積的定義即可求出該二面角的余弦值.
試題解析:
(1)在中,,
,∴.
⊥平面,∴.
平面平面,且,
⊥平面.
平面,∴.   6分

(2)由題知,以為坐標原點,軸,
建立如圖空間直角坐標系.
由已知,,∴.
因為等腰梯形,,
所以,∴,,
,,    8分
所以,,
,.
設平面的法向量為,則,
,故,即.
設平面的法向量為,

,∴,即.
,
設二面角的大小為,由圖可知是鈍角,
所以二面角的余弦值為.    12分
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A.
B.
C.
D.

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