如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,AB⊥AD,AC⊥CD,∠ABC=60°,PA=AB=BC,E是PC的中点.
证明CD⊥AE;
证明:在四棱锥P-ABCD中,
因PA⊥底面ABCD,CD?平面ABCD,故PA⊥CD.
∵AC⊥CD,PA∩AC=A,
∴CD⊥平面PAC.
而AE?平面PAC,
∴AE⊥CD.
题意利用线面PA⊥底面ABCD得线线PA⊥CD,进而得线面CD⊥平面PAC,即可得证;
证明PD⊥平面ABE;
证明:由PA=AB=BC,∠ABC=60°,可得AC=PA.
∵E是PC的中点,∴AE⊥PC.
由(I)知,AE⊥CD,且PC∩CD=C,所以AE⊥平面PCD.
而PD平面PCD,∴AE⊥PD.
∵PA⊥底面ABCD,PD在底面ABCD内射影是AD,AB⊥AD,∴AB⊥PD.
又AB∩AE=A,综上得PD⊥平面ABE.
由题意可得AE⊥PC,由(I)知,AE⊥CD,进而得到AE⊥平面PCD,在由线线垂直得PD⊥平面ABE;
求二面角A-PD-C的大小。

因为AE⊥平面PCD,AM在平面PCD内的射影是EM,则EM⊥PD.因此∠AME是二面角A-PD-C的平面角,然后再在三角形中求出即可.