题目
如图,l1、l2是互相垂直的异面直线,MN是它们的公垂线段.点A、B在l1上,C在l2上,AM=MB=MN.(1)证明AC⊥NB;(2)若∠ACB=60°,求NB与平面ABC所成角的余弦值.
答案:解:如图建立空间直角坐标系M—xyz,令MN=1,则有A(-1,0,0),B(1,0,0),N(0,1,0).(1)证明:∵MN是l1、l2的公垂线.l2⊥l1,∴l2⊥平面ABN.∴l2平行于z轴故可设C(0,1,m) 于是=(1,1,m),=(1,-1,0),∵·=1+(-1)+0=0,∴AC⊥NB.(2)解:∵=(1,1,m), =(-1,1,m).∴||=||,又已知∠ACD=60°,∴△ABC为正三角形,AC=BC=AB=2.在Rt△CNB中,NB=,可得NC=,故C(0,1,).连结MC,作NH⊥MC于H,设H(0,λ, λ)(λ>0).∴=(0,1-λ,- λ),=(0,1, ),∵·=1-λ-2λ=0,∴λ=.∴H(0,,),可得HN=(0,,-),连结BH,则BH=(-1,,).∵·=0+-=0,∴⊥.又MC∩BH=H,∴HN⊥平面ABC,∠NBH为NB与平面ABC所成的角.又=(-1,1,0),∴cos∠NBH===.