化简并整理得:2(a2﹣c2)=b2.
又由已知a2﹣c2=2b∴4b=b2.
解得b=4或b=0(舍);
法二:由余弦定理得:a2﹣c2=b2﹣2bccosA.
又a2﹣c2=2b,b≠0.
所以b=2ccosA+2①又sinAcosC=3cosAsinC,
∴sinAcosC+cosAsinC=4cosAsinCsin(A+C)=4cosAsinC,
即sinB=4cosAsinC由正弦定理得,
故b=4ccosA②由①,②解得b=4.
【点评】本题主要考查正弦定理和余弦定理的应用.属基础题.
19.(12分)如图,四棱锥S﹣ABCD中,底面ABCD为矩形,SD⊥底面ABCD,AD=,DC=SD=2,点M在侧棱SC上,∠ABM=60°
(I)证明:M是侧棱SC的中点;
(Ⅱ)求二面角S﹣AM﹣B的大小.
【考点】LO:空间中直线与直线之间的位置关系;MJ:二面角的平面角及求法
【专题】11:计算题;14:证明题.
【分析】(Ⅰ)法一:要证明M是侧棱SC的中点,作MN∥SD交CD于N,作NE⊥AB交AB于E,连ME、NB,则MN⊥面ABCD,ME⊥AB,设MN=x,则NC=EB=x,解RT△MNE即可得x的值,进而得到M为侧棱SC的中点;
法二:分别以DA、DC、DS为x、y、z轴如图建立空间直角坐标系D﹣xyz,并求出S点的坐标、C点的坐标和M点的坐标,然后根据中点公式进行判断;
法三:分别以DA、DC、DS为x、y、z轴如图建立空间直角坐标系D﹣xyz,构造空间向量,然后数乘向量的方法来证明.
(Ⅱ)我们可以以D为坐标原点,分别以DA、DC、DS为x、y、z轴如图建立空间直角坐标系D﹣xyz,我们可以利用向量法求二面角S﹣AM﹣B的大小.
【解答】证明:(Ⅰ)作MN∥SD交CD于N,作NE⊥AB交AB于E,
连ME、NB,则MN⊥面ABCD,ME⊥AB,
设MN=x,则NC=EB=x,
在RT△MEB中,∵∠MBE=60°∴.
在RT△MNE中由ME2=NE2+MN2∴3x2=x2+2
解得x=1,从而∴M为侧棱SC的中点M.
(Ⅰ)证法二:分别以DA、DC、DS为x、y、z轴如图建立空间直角坐标系D﹣xyz,则.
设M(0,a,b)(a>0,b>0),
则,,
由题得,
即
解之个方程组得a=1,b=1即M(0,1,1)
所以M是侧棱SC的中点.
(I)证法三:设,
则
又
故,
即,
解得λ=1,所以M是侧棱SC的中点.