- 用向量方法解决线线、线面、面面的夹角问题
- 共2973题
在直三棱柱中,
,
,异面直线
与
所成的角等于
,设
.
(1)求的值;
(2)求平面与平面
所成的锐二面角的大小.
正确答案
(1); (2)
.
试题分析:由于是直三棱柱,且底面是直角三角形,便于建立空间直角坐标系.
建立适当的空间直角坐标系,利用向量的夹角公式列方程,求出的值.
在(1)的基础上,确定的坐标,设出平面
的法向量
与平面
的法向量
,
根据向量垂直的条件求出法向量,最后用向量的夹角公式求出,这就是所求锐二面角的余弦值.
试题解析:(1)建立如图所示的空间直角坐标系,则,
,
,
(
) 1分
∴,
∴
3分
∵异面直线与
所成的角
∴ 即
5分
又,所以
6分
(2)设平面的一个法向量为
,则
,
,即
且
又,
∴,不妨取
8分
同理得平面的一个法向量
10分
设与
的夹角为
,则
12分
∴ 13分
∴平面与平面
所成的锐二面角的大小为
14分
体积为1的直三棱柱中,
,
,求直线
与平面
所成角。
正确答案
直线与平面
所成角的大小为
法一: 由题意,可得体积,
.连接
.
,
平面
,
是直线
与平面
所成的角.
,
,
则 =
.即直线
与平面
所成角的大小为
.
法二: 由题意,可得
体积,
,
如图,建立空间直角坐标系. 得点,
,
. 则
,
平面的法向量为
.
设直线与平面
所成的角为
,
与
的夹角为
,
则,
,
即直线与平面
所成角的大小为
.
将锐角A为60°,边长a的菱形ABCD沿对角线BD折成二面角,已知
,则AC、BD之间的距离的最大值和最小值 .
正确答案
当时,
;当
时,
.提示:
,
.沿BD折起,∠AOC是二面角的平面角
,BD=AB=AD=a,故OA=OC=
a,d=OA
.因为
,所以当
时,
;当
时,
.
(本小题满分12分)
如图所示,直三棱柱的各条棱长均为
,
是侧棱
的中点.
(l)求证:平面平面
;
(2)求异面直线与
所成角的余弦值;
(3)求平面与平面
所成二面角(锐角)的大小.
正确答案
(1)见解析(2)异面直线与
所成角的余弦值为
(3)所求二面角的大小为
(l)证明:取的中点
,
的中点
.连结
.
故.又
四边形
为平行四边形,
∥
.又三棱柱
是直三棱柱.△
为正三角形.
平面
,
,而
,
平面
,
又
∥
,
平面
.
又平面
.所以平面
平面
.…………………………4分
(2)建立如图所示的空间直角坐标系,则
设异面直线与
所成的角为
,则
故异面直线与
所成角的余弦值为
(3)由(2)得
设为平面
的一个法向量.
由得,
即……………………………………6分
显然平面的一个法向量为
.
则,故
.
即所求二面角的大小为 ………………12分
如图,设D、E是△ABC的边AB上的两点,已知∠ACD=∠BCE,AC=14,AD=7,AB=28,CE=12.求BC.
正确答案
21
:=Þ△ACD∽△ABCÞ∠ABC=∠ACD=∠BCE.
∴ CE=BE=12.AE=AB-BE=16.
∴ cosA====.
∴ BC2=AC2+AB2-2AC·ABcosA=142+282-2·14·28·=72·9ÞBC=21.
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