如圖,在四面體ABOC中,OC⊥OA。OC⊥OB,∠AOB=120°,且OA=OB=OC=1
(Ⅰ)設(shè)P為AC的中點,Q在AB上且AB=3AQ,證明:PQ⊥OA;
(Ⅱ)求二面角O-AC-B的平面角的余弦值。
(Ⅰ)在平面OAB內(nèi)作ON
OA交AB于N,連接CN,在△AOB中,
且OA=OB,
。在Rt△AON中,
,
。
在△ONB中,
.
。又AB=3AQ,
Q為AN的中點。在△CAN中,
分別為AC,AN的中點,
.由OA
OC,OA
ON知:OA
平面CON。又NC
平面CON,
OA
CN.由PQ//CN,知OA
PQ.
(Ⅱ)連結(jié)PN,PO.
由OC
OA,OC
OB知:OC
平面OAB。
又ON
平面OAB,
OC
ON.又由ON
OA知:ON
平面AOC.
OP是NP在平面AOC內(nèi)的射影。
在等腰Rt△COA中,P為AC的中點,
AC
OP。
根據(jù)三垂線定理,知:AC
NP.
為二面角O-AC-B的平面角。
在等腰Rt△COA中,OC="OA=1,"
OP=
。
在Rt△AON中,ON=OA
=
,
在Rt△PON中,PN=
=
,
cos
。
解法二:
(Ⅰ)取O為坐標原點,以O(shè)A,OC所在的直線為x軸,z軸,建立空間直角坐標系O-xyz(如圖所示)。
則A(1,0,0),C(0,0,1),B
。
。
。
又由已知,可得
又
.
.
.故
。
(Ⅱ)記平面ABC的法向量
,則由n
,n
,且
=(1,0,-1)。
得
故可取
。
又平面OAC的法向量為e=(0,1,0)。
二面角O-AC-B的平面角是銳角,記為
,則
。
練習冊系列答案
相關(guān)習題
科目:高中數(shù)學
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正方體
中,
與對角面
所成角的大小是________.
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科目:高中數(shù)學
來源:不詳
題型:填空題
將銳角A為60°,邊長a的菱形ABCD沿對角線BD折成二面角
,已知
,則AC、BD之間的距離的最大值和最小值
.
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科目:高中數(shù)學
來源:不詳
題型:填空題
正方體
中,二面角
的度數(shù)是
.
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科目:高中數(shù)學
來源:不詳
題型:解答題
(本小題10分)
棱長為2的正方體
中,
.
①求異面直線
與
所成角的余弦值;
②求
與平面
所成角的余弦值.
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科目:高中數(shù)學
來源:不詳
題型:單選題
矩形ABCD中,AB=3,BC=4,沿對角線BD將△ABD折起,使A點在平面BCD內(nèi)的射影落在BC邊上,若二面角C—AB—D的平面角大小為
,則sin
的值等( )
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科目:高中數(shù)學
來源:不詳
題型:解答題
如圖,四棱錐中,底面是邊長為2的正方形,頂點在底面的射影是底面的中心,側(cè)棱長為2, G是PB的中點。
①證明:PD// 面AGC;
②求AG和平面PBD所成的角的正切值。
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科目:高中數(shù)學
來源:不詳
題型:填空題
若四棱柱
的底面是邊長為1的正方形,且側(cè)棱垂直于底面,若
與底面
成60°角,則二面角
的平面角的正切值為
.
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科目:高中數(shù)學
來源:不詳
題型:單選題
過平面
外一點
的斜線段是過這點垂線段的
倍,則此斜線與平面
內(nèi)所有直線所成角的范圍是( )
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