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【题目】如图,在四棱锥中,底面ABCD为矩形,,侧面SAD是以AD为斜边的等腰直角三角形,且平面平面ABCDMN分别为ADSC的中点.

1)求证:平面SAB

2)求直线BN与平面SAB所成角的余弦值.

【答案】1)证明见解析(2

【解析】

1)取SB的中点H,连接AHNH,由平面几何的知识可得四边形AHNM是平行四边形,,再由线面平行的判定即可得证;

2)设直线BN与平面SAB所成的角为,其中,点N到平面SAB的距离为d,由题意结合线面、面面位置关系的性质与判定可得,连接SM,由面面垂直的性质可得平面ABCD,进而可得,由余弦定理求得后,利用,即可得解.

1)如图,取SB的中点H,连接AHNH

MN分别为ADSC的中点,∴

,且

∴四边形AHNM是平行四边形,

平面SAB平面SAB,∴平面SAB

2)设直线BN与平面SAB所成的角为,其中,点N到平面SAB的距离为d

由(1)知平面SAB,则M到平面SAB的距离也是d

∵平面平面ABCD,平面平面

平面SAD,又平面SAB,∴平面平面SAD

又平面平面,平面SAD内的直线SD垂直于两平面的交线SA

平面SAB

M是等腰直角三角形ADS斜边AD的中点,所以M到平面SAB的距离dDS的一半,

,∴,∴

连接SMCMBM

∵平面平面ABCD,平面SAD内的直线SM垂直两平面的交线AD于点M

平面ABCD

由勾股定理易得

中,由余弦定理得

∴直线BN与平面SAB所成角的余弦值为

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