如图,四棱锥
中,
,
,侧面SAB为等边三角形,
.
(1)证明:
平面SAB;
(2)求AB与平面SBC所成角的余弦值.

如图,四棱锥
中,
,
,侧面SAB为等边三角形,
.
(1)证明:
平面SAB;
(2)求AB与平面SBC所成角的余弦值.

解法一:(Ⅰ)取AB中点,连结DE,则四边形BCDE为矩形,DE=CB=2,连结SE,则
,
.
又SD=1,故
,所以
为直角. …………3分


由
,
,
,
得
平面SDE,所以
.
SD与两条相交直线AB、SE都垂直.
所以
平面SAB. ………………6分
另解:由已知易求得
,于是
.可知
,同理可得
,又
.所以
平面SAB ……………6分
(Ⅱ)由
平面
知,平面
平面
.
作
,垂足为,则
平面ABCD,
.
作
,垂足为
,则
.
连结SG.则
.
又
,
故
平面
,平面
平面SFG .……9分
作
,H为垂足,则
平面SBC.
,即到平面SBC的距离为
.
由于
,所以
平面
,到平面
的距离
也为
.
设AB与平面SBC所成的角为
,则,
……12分
解法二:以C为原点,射线CD为轴的正半轴,建立如图所示的空间直角坐标系
.
设
,则
、
.
又设
,则
.

(Ⅰ)
,![]()
,
由
得
,
故
.由
得
,
又由
得
,。
即
,故
. ………………3分
故,
,
,
,![]()
,
,故
,又
,
所以
平面SAB. ………………6分
(Ⅱ)设平面
的法向量
,
则![]()
![]()
,
.
又
,
故
………………9分
取
得
,又![]()

设AB与平面SBC所成的角为
,则,
……12分