- 用向量方法解决线线、线面、面面的夹角问题
- 共2973题
如图,多面体ABCDS中,面ABCD为矩形,
,
(1)求证:CD;
(2)求二面角A—SB—D的余弦值.
正确答案
(1)见解析
(2)
解:(1)是矩形,
又
--------5分
(2)设面SBD的一个法向量为
--------9分
又
∴设面DAB的一个法向量为
所以所求的二面角的余弦为
(本小题满分12分)在直三棱柱
ABC—A1B1C1中,CA=CB=CC1=2,
,E、F分别是BA、BC的中点,G是AA1上一点,且
(Ⅰ)确定点G的位置;
(Ⅱ)求直线AC1与平面EFG所成角θ的大小.
正确答案
(Ⅰ)G即是AA1的中点
(Ⅱ)AC1与平面EFG所成角
(Ⅰ)以C为原点,分别以CB、CA、CC1
为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,
则F(1,0,0),E(1,1,0),A(0,2,0),
C1(0,0,2),…………2分
设G(0,2,h),则
…………4分
即是AA1的中点 …………6分
(Ⅱ)设是平面EFG的法向量,
则。
所以平面EFG的一个法向量
…………8分
…………10分
即AC1与平面EFG所成角
…………12分
四棱锥P—ABCD中,PA⊥面ABCD,PA=AB=BC=2,E为PA中点,过E作平行于底面的面EFGH分别与另外三条侧棱交于F,G,H,已知底面ABCD为直角梯形,AD//BC,AB⊥AD,∠BCD=135°
(1)求异面直线AF,BG所成的角的大小;
(2)设面APB与面CPD所成的锐二面角的大小为θ,求cosθ.
正确答案
(1)(2)
由题意可知,AP、AD、AB两两垂直,
可建立空间直角坐标系A—xyz,由平面几
何知识知:AD=4,D(0,4,0),B(2,0,0),
C(2,2,0),P(0,0,2),E(0,0,1),
F(1,0,1),G(1,1,1)…………2分
(1)
…………4分
(2)可证明AD⊥平面APB,∴平面APB的法向量为
设平面CPD的法向量为
…………10分
…………12分
已知正方体中,
的中点,则异面直线
与
所成角的余弦值为
正确答案
如图,由是异面直线
与
所成角,连结
,
则平面
中
设正方体的边长为2,则
(1)证明:;
(2)当点为线段
的中点时,求异面直线
与
所成角的余弦值;
(3)试问E点在何处时,平面与平面
所成二面角的平面角的余弦值为
.
正确答案
(2) (3)当E点为线段的中点时,符合题意
以为坐标原点,直线
分别为
轴,建立空间直角坐标系,设
,则
(1) --------------4分
(2)因为为
的中点,则
,从而
,
所以……… 9分
(3)设平面的法向量
,∴
由 令
,
∴ ---------------12分
易知平面的法向量为
依题意
∴(不合,舍去),
,即当E点为线段的中点时,符合题意
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