如图,在四棱锥S-ABCD中,底面ABCD为矩形,SA⊥底面ABCD,M为SD的中点,且SA=AD=2AB.

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  • 解题思路:(1)由已知得CD⊥平面SAD,从而AM⊥CD,由等腰三角形性质得AM⊥SD,从而AM⊥平面SCD,由此能证明AM⊥SC.

    (2)以A为坐标原点,AB为x轴,AD为y轴,AS为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出二面角S-AC-M的余弦值.

    (1)证明:∵CD⊥AD,CD⊥SA,

    ∴CD⊥平面SAD,又AM⊂平面SAD,

    ∴AM⊥CD,又∵SA=AD,M为SD中点,

    ∴AM⊥SD,

    ∴AM⊥平面SCD,又SC⊂平面SCD,

    ∴AM⊥SC.

    (2)以A为坐标原点,AB为x轴,AD为y轴,

    AS为z轴,建立空间直角坐标系,

    设SA=AD=2AB=2,

    则A(0,0,0),S(0,0,2),

    C(1,2,0),M(0,1,1),

    AS=(0,0,2),

    AC=(1,2,0),

    AM=(0,1,1),

    设平面SAC的法向量为

    n=(x,y,z),

    n•

    AS=2z=0

    n•

    AC=x+2y=0,取y=1,得

    n=(−2,1,0),

    设平面ACM的法向量

    m=(a,b,c),

    m•

    AM=b+c=0

    m•

    AC=a+2b=0,取b=1,得

    m=(−2,1,−1),

    cos<

    m,

    n>=

    4+1

    5

    6=

    30

    6.

    ∴二面角S-AC-M的余弦值为

    30

    6.

    点评:

    本题考点: 与二面角有关的立体几何综合题.

    考点点评: 本题考查异面直线垂直的证明,考查二面角的余弦值的求法,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用.