- 用向量方法解决线线、线面、面面的夹角问题
- 共2973题
如图,在平面
上的射影为正
,若
,
,
,求平面
与平面
所成锐二面角的大小.
正确答案
如图,延长,
交于
,连接
,则
为平面
与平面
的交线.
平行且等于
,
.
在中,
,
,
所以,
.
平面
.
可证,则
为二面角的平面角.
又,
则平面与平面
所成锐二面角的大小为
如图,边长为2的正方形ACDE所在的平面与平面ABC垂直,AD与CE的交点为M,,且AC=BC.
(1)求证:平面EBC;
(2)求二面角的大小.
正确答案
(1)祥见解析;(2).
试题分析:由已知四边形是正方形,知其两条对角线互相垂直平分,且
,又因为平面
平面
,
平面
,故可以以点
为原点,以过
点平行于
的直线为
轴,分别以直线
和
为
轴和
轴,建立如图所示的空间直角坐标系
;又因为正方形ACDE的边长为2,且三角形ABC是以角C为直角的直角三角形,从而就可以写出点A,B,C,E及点M的空间直角坐标;则(1)求出向量
的坐标,从而可证
,这样就可证明直线AM与平面EBC内的两条相交直线垂直,故得直线AM与平面EBC垂直;(2)由(1)知
是平面EBC的一个法向量,其坐标已求,再设平面EAB的一个法向量为
,则由
且
,可求得平面EAB的一个法向量;从而可求出所求二面角的两个面的法向量夹角的余弦值,由图可知所求二面角为锐二面角,故二面角的余弦值等于两个面的法向量夹角余弦值的绝对值,从而就可求得所求二面角的大小.另本题也可用几何方法求解证明.
试题解析:∵四边形是正方形 ,
,
∵平面平面
,
平面
,
∴可以以点为原点,以过
点平行于
的直线为
轴,
分别以直线和
为
轴和
轴,建立如图所示的空间直角坐标系
.
设,则
,
是正方形
的对角线的交点,
.
(1)
,
,
,
,
平面
.
(2) 设平面的法向量为
,则
且
,
且
.
即
取,则
, 则
.
又∵为平面
的一个法向量,且
,
,
设二面角的平面角为
,则
,
∴二面角等于
.
(1) ,(2)均可用几何法
若正四棱柱的底面边长为2,高为4,则异面直线
与AD所成角的余弦值是________.
正确答案
试题分析:,所以异面直线
与AD所成角为
点评:先将异面直线平移为相交直线找到所成角,在三角形中正余弦定理求角
若四棱柱的底面是边长为1的正方形,且侧棱垂直于底面,若
与底面
成60°角,则二面角
的平面角的正切值为
.
正确答案
略
如图在直三棱柱中, ,AC=BC=1,侧棱
,M为
的中点,则AM与平面
所成角的正切值为______.
正确答案
解:取A1C1的中点G,连接MG,AG,则即为所求的线面角,利用
,可得角的正切值为
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