(2014?邯郸二模)如图,在三棱锥S-ABC中,SA⊥底面ABC,点B为以AC为直径的圆上任意一动点,且SA=AB,点M

2025-05-23 03:38:40
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(Ⅰ)证明:∵SA⊥底面ABC,BC?底面ABC,∴BC⊥SA.
∵点B在以AC为直径的圆上,则BC⊥AB,∴BC⊥平面SAB,
又∵AM?平面SAB,∴BC⊥AM.
∵SA=AD,M是SD的中点,∴AM⊥SB,∵BC∩SB=B,∴AM⊥平面SBC,
又∵SC?平面SBC,∴AM⊥SC.
由已知AN⊥SC,及AM与AN相交,知SC⊥平面AMN.
(Ⅱ) 如右图所示,以A为坐标原点,AB为x轴,过A且与BC平行的直线为y轴,AS为z轴,建立空间直角坐标系A-xyz,
可设AB=SA=1,则A(0,0,0),B(1,0,0)C(1,1,0),S(0,0,1),M(

1
2
,0,
1
2
),
AM
=(
1
2
,0,
1
2
),
AC
=(1,1,0)
CS
=(?1,?1,1)

设平面ACM的法向量为
n
=(x,y,z)
,则
n
?
AC
=0
n
?
AM
=0
,即
x+y=0
1
2
x+
1
2
z=0
,取x=-1,可得一个法向量
n
=(?1,1,1)

由(Ⅰ)知
CS
为平面AMN的一个法向量,∴cos<
CS
n
=
CS
?
n
|
CS
||
n
|
1
3

由图易知所求二面角为锐角,故二面角N-MA-C的余弦值是
1
3