解法一:(1)由已知直三棱柱ABC——A1B1C1可知,
CC1⊥平面ABC,又M为AB的中点,所以有CM⊥AB……(2分)
又AM=MB=MN,可知AC⊥CB……(3分)
又AC为AC1在平面ABC内的射影,∴AC1⊥CB……(5分)
(2)∵Rt△C1CA≌Rt△C1CB,∴AC1=BC1……(6分)
又∠AC1B=60°,故△ABC为正三角形,
∴Rt△ACB≌Rt△C1CB……(8分)
∴CC1=CA=CB,故C在平面ABC1内的射影H是正三角形ABC的中心,连结BH,∠CBH为CB与平面ABC所成的角……(10分)
在Rt△CBH中,cos∠CBH= = = ……(12分)
解法二:(1)令MC=1,则有A(-1,0,0),B(1,0,0),C(0,1,0)……(1分)
∵ABC-A1B1C1是直三棱柱∴CC1⊥平面ABC
∴CC1平行于Z轴……(2分)
故可设C1(0,1,m)于是
=(1,1,m), =(1,-1,0)……(4分)
∵·=1+(-1)+0=0∴⊥……(5分)
(2)∵=(1,1,m),=(-1,1,m)
||=||,又已知∠AC1B=60°
∴△ABC1为正三角形,AC1=BC1=AB=2……(7分)
在Rt△C1CB中,CB=,可得CC1=,故C(0,1,)
连结MC1,作CH⊥MC1,垂足为H ,设H(0,λ,λ)(λ>0)
∵=(0,1-λ, λ), =(0,1, )
∴·=1-λ-2λ=0,∴λ=……(9分)
∴H(0, ,)可得=(0,,- )连结BH
则有=(-1,, ),∴·=0……(10分)
∴⊥,又MC1∩BH=H,∴HC⊥平面ABC1
∠CBH为CB与平面ABC1所成的角,又=(-1,1,0)
∴cos∠CBH= = ……(12分)