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三棱锥S-ABC中,三角形ABC是边长为4的正三角形,SA=SC=2根号3,SB=2根号5,M,N分别是AB,SB的中点

来源:学生作业帮 编辑:搜狗做题网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/06/22 16:42:55
三棱锥S-ABC中,三角形ABC是边长为4的正三角形,SA=SC=2根号3,SB=2根号5,M,N分别是AB,SB的中点.
(1)求二面角N-CM-B的余弦值
(2)求点B到平面CMN的距离
三棱锥S-ABC中,三角形ABC是边长为4的正三角形,SA=SC=2根号3,SB=2根号5,M,N分别是AB,SB的中点
(1)取AC中点记为D,连BD、CM,交于O,取BD中点记为P,可算得:
BD=2√3,SD=2√2,BO=BD*2/3=4√3/3(O为底面正三角形的中心),
BP=√3,OP=4√3/3-√3=√3/3=BO/4,
过P作PQ垂直于CM于Q,则PQ//BM,所以PQ=BM/4=1/2,连NQ,
下面来证角NQP即为二面角N-CM-B的平面角:
由BD=2√3,SD=2√2,SB=2√5,得SD⊥BD,又SD⊥AC,所以SD⊥平面ABC,
而NP//SD(NP为三角形SBD的中位线),则NP⊥平面ABC,平面ABC即平面BCM,
所以NP⊥平面BCM,所以NP⊥CM而PQ⊥CM,所以CM⊥面NPQ,所以CM⊥NQ,
即PQ⊥CM且CM⊥NQ,所以角PQN即为二面角的平面角,
RT三角形NPQ中,NP=SD/2=√2,PQ=1/2,所以NQ=3/2,所以角PQN的余弦为1/3,
即二面角N-CM-B的余弦值为1/3.
(2)过P作PR⊥NQ于R,前面已证得CM⊥面NPQ,所以有CM⊥PR,则PR⊥平面CMN,
PR即RT三角形NPQ斜边上的高,可算得:PR=√2/3,
如过B作平面CMN的垂线段BT,则三角形BOT与POR相似(BT//PR),所以BT=4√2/3.
即B到平面CMN的的距离为4√2/3.
运算量挺大的,有点不确信!