(本题满分12分)如图所示,已知四棱锥S—ABCD的底面ABCD是矩形,M、N分别是CD、SC的中点,SA⊥底面ABCD

1个回答

  • (1)见解析; (2)所求的二面角的余弦值为

    试题分析:(Ⅰ)建立空间直角坐标系,求出向量

    ,计算

    从而证明∴

    即可证明MN⊥平面ABN;

    (II)求平面NBC的法向量,平面ABN的法向量,利用向量的数量积求得二面角A-BN-C的余弦值.

    法一 :以A点为原点,AB为x轴,AD为y轴,AD为z轴的空间直角坐标系,

    则依题意可知相关各点的坐标分别是A(0,0,0),B(

    ,0,0),C(

    ,1,0),

    D(0,1,0),S(0,0,1)

    ……………………2分

    …………………………4分

    ∴MN⊥平面ABN.………………………………………6分

    (2)设平面NBC的法向量

    且又易知

    令a=1,则

    ……………………………………9分

    显然,

    就是平面ABN的法向量.

    ………………………………………10分

    ………………………………………12分

    法二:(1)由题意知

    则可求

    ,则

    …………………………6分

    (2)因为

    ,在平面

    内作

    又在

    ,所以

    故所求的二面角的余弦值为

    ………………………12分

    点评:解决该试题的关键是合理的建立空间直角坐标系,然后准确的表示点的坐标,和法向量的坐标,进而得到垂直的判定和二面角的平面角的求解。