图1
12.(15分)如图1,在四棱锥P-ABCD中,底面是边长为2的菱形,∠DAB=60°,对角线AC与BD相交于点O,PO⊥平面ABCD,PB与平面ABCD所成角为60°.
(1)求四棱锥P-ABCD的体积;
(2)若E是PB的中点,求异面直线DE与PA所成角的余弦值. 解:(1)∵四边形ABCD是边长为2的菱形,且∠DAB=60°, 1
∴OA=OC=3,BO=OD=1,S菱形ABCD=×2×23=23.
2在Rt△POB中,∠PBO=60°, ∴PO=OB·tan60°=tan60°·1=3.
11∴VP-ABCD=S菱形ABCD·PO=×23×3=2.
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图2
(2)如图2,以O为原点,OB、OC、OP分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,则B(1,0,0),C(0,3,0),
D(-1,0,0),A(0,-3,0),P(0,0,3).
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于是E(,0,),
2233→∴DE=(,0,), 22→=(0,-3,-3). PA
33→→→→|=6. ∴DE·PA=-×3=-,|DE|=3,|PA
223
-→·→2DEPA2→→∴cos〈DE,PA〉===-.
4→||PA→|3×6|DE2
∴异面直线DE与PA所成角的余弦值为.
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