- 用向量方法解决线线、线面、面面的夹角问题
- 共2973题
已知在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是边长为4的正方形,△PAD是正三角形,平面PAD⊥平面ABCD,E、F、G分别是PA、PB、BC的中点.
(I)求证:EF⊥平面PAD;
(II)求平面EFG与平面ABCD所成锐二面角的大小.
正确答案
解:(I)证明:∵平面PAD⊥平面ABCD,AB⊥AD,
∴AB⊥平面PAD,(4分)
∵E、F为PA、PB的中点,
∴EF∥AB,
∴EF⊥平面PAD; (6分)
(II)解:过P作AD的垂线,垂足为O,
∵平面PAD⊥平面ABCD,则PO⊥平面ABCD.
取AO中点M,连OG,EO,EM,
∵EF∥AB∥OG,
∴OG即为面EFG与面ABCD的交线(8分)
又EM∥OP,则EM⊥平面ABCD.且OG⊥AO,
故OG⊥EO
∴∠EOM 即为所求 (11分)
在RT△EOM中,EM=OM=1
∴tan∠EOM=,故∠EOM=60°
∴平面EFG与平面ABCD所成锐二面角的大小是60°.(14分)
解析
解:(I)证明:∵平面PAD⊥平面ABCD,AB⊥AD,
∴AB⊥平面PAD,(4分)
∵E、F为PA、PB的中点,
∴EF∥AB,
∴EF⊥平面PAD; (6分)
(II)解:过P作AD的垂线,垂足为O,
∵平面PAD⊥平面ABCD,则PO⊥平面ABCD.
取AO中点M,连OG,EO,EM,
∵EF∥AB∥OG,
∴OG即为面EFG与面ABCD的交线(8分)
又EM∥OP,则EM⊥平面ABCD.且OG⊥AO,
故OG⊥EO
∴∠EOM 即为所求 (11分)
在RT△EOM中,EM=OM=1
∴tan∠EOM=,故∠EOM=60°
∴平面EFG与平面ABCD所成锐二面角的大小是60°.(14分)
如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,AB⊥AC,顶点A1在底面ABC上的射影恰为B点,且AB=AC=A1B=2.
(Ⅰ)分别求出AA1与底面ABC,棱BC所成的角;
(Ⅱ)在棱B1C1上确定一点P,使,并求出二面角P-AB-A1的平面角的余弦值.
正确答案
解:(Ⅰ)因为A1在底面ABC上的射影恰为B点,所以A1B⊥底面ABC.
所以∠A1AB就是AA1与底面ABC所成的角.
因AB=A1B=2,A1B⊥AB,故 ,
即AA1与底面ABC所成的角是.…(3分)
如图,以A为原点建立空间直角坐标系,则C(2,0,0),B(0,2,0),A1(0,2,2),B1(0,4,2),,
.
则,
故AA1与棱BC所成的角是.…(7分)
(Ⅱ)设,则P(2λ,4-2λ,2).
于是(
舍去),
则P为棱B1C1的中点,其坐标为P(1,3,2).…(9分)
设平面P-AB-A1的法向量为,则
,
故.…(11分)
而平面ABA1的法向量是,
则,
故二面角P-AB-A1的平面角的余弦值是.…(14分)
解析
解:(Ⅰ)因为A1在底面ABC上的射影恰为B点,所以A1B⊥底面ABC.
所以∠A1AB就是AA1与底面ABC所成的角.
因AB=A1B=2,A1B⊥AB,故 ,
即AA1与底面ABC所成的角是.…(3分)
如图,以A为原点建立空间直角坐标系,则C(2,0,0),B(0,2,0),A1(0,2,2),B1(0,4,2),,
.
则,
故AA1与棱BC所成的角是.…(7分)
(Ⅱ)设,则P(2λ,4-2λ,2).
于是(
舍去),
则P为棱B1C1的中点,其坐标为P(1,3,2).…(9分)
设平面P-AB-A1的法向量为,则
,
故.…(11分)
而平面ABA1的法向量是,
则,
故二面角P-AB-A1的平面角的余弦值是.…(14分)
已知,且满足
,则向量
在
方向上的投影等于______.
正确答案
解析
解:∵,
∴
∴=
,
∴
又∵
∴向量在
方向上的投影为:
故答案为:
如图,边长为1的正六边形ABCDEF中,向量在
方向上的投影是( )
正确答案
解析
解:∵正六边形ABCDEF中边长为1
∴在△ABF中cos120°==
∴BF=
∴||=
∵正六边形ABCDEF中边长为1且每个内角均为120°
∴△ABF为等腰三角形且∠ABF=120°
∴∠FBA=30°
∴根据向量夹角的定义可得向量与
的夹角<
,
>=150°
∴向量在
方向上的投影为|
|cos<
,
>=
=-
故选A
已知向量、
的夹角为60°,且|
|=4,(
+
)•(2
-3
)=16,则
在
方向上的投影等于 ______.
正确答案
1
解析
解:∵向量、
的夹角为60°
又∵(+
)•(2
-3
)=16,
∴
∴
∴
故答案为:1
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