Question

如圖，在四棱錐S-ABCD中，底面ABCD是直角梯形，側棱SA⊥底面ABCD，AB垂直于AD和BC，SA=AB=BC=2，AD=1，M是棱SB的中點．
（Ⅰ）求證：AM∥面SCD；
（Ⅱ）求面SCD與面SAB所成二面角的余弦值．

Answer 1

（Ⅰ）證明：以點A為原點建立如圖所示的空間直角坐標系，則
A（0，0，0），B（0，2，0），D（1，0，0，），S（0，0，2），M（0，1，1）．
則

AM

=（0，1，1），

SD

=（1，0，-2），

CD

=（-1，-2，0）．
設平面SCD的法向量是

n

=（x，y，z），則

x-2z=0 -x-2y=0

令z=1，則x=2，y=-1．于是

n

=（2，-1，1）．
∵

n

•

AM

=0-1×1+1×1=0，∴

AM

⊥

n

．
又∵AM?平面SCD，∴AM∥平面SCD．
（Ⅱ）易知平面SAB的法向量為

n1

=（1，0，0）．
設平面SCD與平面SAB所成的二面角為α，
則|cosα|=|

n • n1

| n || n1 |

|=

2

1× 6

=

6

3

∴平面SCD與平面SAB所成二面角的余弦值為

6

3

．