已知三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,AB⊥AC,PA=AC= 1 2 AB=1,N为AB上一点,AB=4AN,M、S分别

2025-05-08 06:55:16
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回答1:

(Ⅰ)证明:以A为原点,射线AB,AC,AP分别为x,y,z轴正向建立空间直角坐标系如图.
则P(0,0,1),C(0,1,0),B(2,0,0),
M(1,0,
1
2
),N(
1
2
,0,0),S(1,
1
2
,0),
CM
=(1,-1,
1
2
),
SN
=(-
1
2
,-
1
2
,0)

CM
?
SN
=(1,-1,
1
2
)?(-
1
2
,-
1
2
,0)=0

∴CM⊥SN.
(Ⅱ)设
m
=(0,0,1)
为平面CBA的法向量,
CB
=(2,-1,0),
PC
=(0,1,-1)

n
=(x,y,z)
为平面PCB的一个法向量
2x-y=0
y-x=0
令x=1得
n
=(1,2,2,)

cos?<
m
n
>=
m
?
n
|m|
|n|
=
2
3

二面角P-CB-A的余弦值为
2
3

(Ⅲ)同理可得平面CMN的一个法向量
a
=(2,1,-2)

设直线SN与平面CMN所成角为θ,
sinθ=|cos<
SN
a
>|=
2
2

∴SN与平面CMN所成角为45°.