20.解法一:
(Ⅰ)由已知l2⊥MN,
l2⊥l1 , MN∩l1 =M, 可得l2⊥平面ABN.由已知MN⊥l1 , AM=MB=MN,可知AN=NB且AN⊥NB.
又AN为AC在平面ABN内的射影.
∴AC⊥NB
(Ⅱ)∵Rt△CAN≌Rt△CNB, ∴AC=BC,又已知∠ACB=60°,因此△ABC为正三角形.
∵Rt△ANB≌Rt△CNB,
∴NC=NA=NB,因此N在平面ABC内的射影H是正三角形ABC的中心,连结BH,∠NBH为NB与平面ABC所成的角.
在Rt△NHB中,cos∠NBH=
= = .
解法二: 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),
(Ⅰ)∵MN是 l1、l2的公垂线, l1⊥l2, ∴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.
(Ⅱ)∵ =(1,1,m), =(-1,1,m), ∴||=||, 又已知∠ACB=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=(0,, - ), 连结BH,则=(-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= = =