- 用向量方法解决线线、线面、面面的夹角问题
- 共2973题
(本题满分16分)
如图,在棱长为1的正方体中,
、
分别为
和
的中点.
(1)求异面直线和
所成的角的余弦值;
(2)求平面与平面
所成的锐二面角的余弦值;
正确答案
(1) ; (2)
。
正方体易建立空间直角坐标系,写出点的坐标.(1)求出向量,
,把异面直线
和
所成的角的余弦值转化为向量
,
夹角的余弦值的绝对值;(2)求出平面BDD1的与平面BFC1的一个法向量,把平面
与平面
所成的锐二面角的余弦值转化为两法向量的夹角的余弦值的绝对值.
(1)以D为坐标原点,以为正交基底建立空间直角坐标系
如图,则
,
,
,
,
……………………………………6分
异面直线和
所成的角的余弦值;……………………………………7分
(2)平面BDD1的一个法向量为
设平面BFC1的法向量为
∴
取得平面BFC1的一个法向量
, ……………………………………14分∴所求的余弦值为
……………………………………16分
将正方形沿对角线
折成直二面角,给出下列四个结论:①
;②
与
所成角为
;③
为正三角形;④
与平面
所成角为
。其中正确的结论是 (填写结论的序号)。
正确答案
①②③
:法1建立空间直角坐标系,通过计算可得正确的结论为①②③。
法2,如右图,将空间四边形放置到正方体中,由三垂线定理知①正确;由异面直线所成角知,与
所成角即直线
与
所成角,因
为正三角形,故
与
所成角为
,所以②正确;设
,则
,
,故③正确;
与平面
所成角为
,故④错。
如图,平面AEB,
,
,
,
,
,
,G是BC的中点.
(Ⅰ)求证:;
(Ⅱ)求二面角的大小.
正确答案
(Ⅰ)利用向量垂直证明线线垂直;(Ⅱ)利用向量法求解二面角的大小
试题分析:(Ⅰ)以为轴建立坐标系
如图所示,
则
,
,
,
,故:
,
,
∴
(Ⅱ)设平面GED的一个法向量为,则
,平面FED的一个法向量为
∴,二面角
为锐角,其大小为
.
点评:向量法把空间的线面关系及角的求法转化为了计算问题,是理科学生常用的方法,但是计算量较大,希望学生认真计算
在边长为a的等边三角形ABC中,AD⊥BC于D,沿AD折成二面角B-AD-C后,BC=a,这时二面角B-AD-C的大小为
正确答案
60°
略
正方形ABCD的边长为2,E、F分别为对边AB、CD的中点,现沿EF将AEFD向上折起,若折起后AC=,折成的二面角的余弦值=" "
正确答案
略
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