- 用向量方法解决线线、线面、面面的夹角问题
- 共2973题
在正方体中,
直线与平面
所成的角是
.
正确答案
略
如图,在平行四边形ABCD中,AB=2BC,∠ABC=120°,E为线段AB的中点,将△ADE沿直线DE翻折成△A′DE,使平面A′DE⊥平面BCD,F为线段A′C的中点.
(1)求证:BF∥平面A′DE;
(2)设M为线段DE的中点,求直线FM与平面A′DE所成角的余弦值.
正确答案
(1)见解析 (2)
(1)证明:如图所示,取A′D的中点G,连接GF,GE,
由条件易知FG∥CD,FG=CD,BE∥CD,BE=
CD,
所以FG∥BE,FG=BE,
故四边形BEGF为平行四边形,所以BF∥EG.
因为EG⊂平面A′DE,BF⊄平面A′DE,
所以BF∥平面A′DE.
(2)解:在平行四边形ABCD中,设BC=a,
则AB=CD=2a,AD=AE=EB=a.
连接CE,因为∠ABC=120°,
在△BCE中,可得CE=a.
在△ADE中,可得DE=a.
在△CDE中,因为CD2=CE2+DE2,所以CE⊥DE.
在正三角形A′DE中,M为DE的中点,所以A′M⊥DE.
由平面A′DE⊥平面BCD,
可知A′M⊥平面BCD,
所以A′M⊥CE.
取A′E的中点N,连接NM,NF,
则NF∥CE.则NF⊥DE,NF⊥A′M.
因为DE交A′M于点M,所以NF⊥平面A′DE,
则∠FMN为直线FM与平面A′DE所成的角.
在Rt△FMN中,NF=a,MN=
a,FM=a,
则cos∠FMN=,
所以直线FM与平面A′DE所成角的余弦值为.
已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,点E为棱AB的中点。求:D1E与平面BC1D所成角的大小(用余弦值表示)
正确答案
建立坐标系如图,则、
,
,
,
,
,
,
,
,
,
。
不难证明为平面BC1D的法向量,
∵ 。
∴ D1E与平面BC1D所成的角的余弦值为。
如图、正方体中,二面角
的度数是____________。
正确答案
连结,垂足为E,延长CE交
于F,则
,连结AE,由对称性知
是二面角
的平面角。连结AC,设AB=1,则
中,
,
在。
的补角,
。
(本小题满分12分)
如图,四棱锥P—ABCD中,底面ABCD为矩形,PD垂直于底面ABCD,AD=PD=2,
E、F分别为CD、PB的中点.
(1)求证:EF⊥平面PAB;
(2)设求直线AC与平面AEF所成角
的正弦值.
正确答案
(1)证明见解析。
(2)
以D为从标原点,DC、DA、DP所在直线分别为x轴、y轴、z轴,建立空间直角坐标系D—xyz.设AB=a,则A(0,2,0),B(a,2,0),
C(a,0,0),D(0,0,0,),p(0,0,2),
…………2分
(1)
平面PAB. ………………6分
(2)
设平面AEF的法向量,
则
令y=1,则 …………9分
又 …………11分
…………12分
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