如圖,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,E為AB的中點(diǎn).
(1)求異面直線BD1與CE所成角的余弦值;
(2)求二面角A1-EC-A的余弦值.
分析:由題設(shè)條件知,本題有同一點(diǎn)出發(fā)的三條兩兩垂直的線段,故可以建立空間坐標(biāo)系,利用向量法求得兩異面直線的夾角及二面角的夾角余弦值.由圖,可以D為原點(diǎn),DC為y軸,DA為x軸,DD1為Z軸建立空間直角坐標(biāo)系,給出各點(diǎn)的坐標(biāo)
(1)由圖給出異面直線BD1與CE的方向向量,由數(shù)量積公式求出兩直線的夾角;
(2)由向量運(yùn)算求出兩個(gè)平面的法向量,再由數(shù)量積公式求出兩個(gè)平面的夾角的余弦值
解答:解:以D為原點(diǎn),DC為y軸,DA為x軸,DD1為Z軸建立空間直角坐標(biāo)系,…(1分)
則A1(1,0,1),B(1,1,0),C(0,1,0),D1(0,0,1),E(1,
1
2
,0)
,…(2分)
(1)
BD1
=(-1,-1,1)
,
CE
=(1,-
1
2
,0)
…(1分)
cos<
BD1
,
CE
>=-
15
15
,…(1分)
所以所求角的余弦值為
15
15
…(1分)
(2)D1D⊥平面AEC,所以
D1D
為平面AEC的法向量,
D1D
=(0,0,1)
…(1分)
設(shè)平面A1EC法向量為
n
=(x,y,z)
,又
A1E
=(0,
1
2
,-1)
A1C
=(-1,1,-1)
,
n
A1E
=0
n
A1C
=0
1
2
y-z=0
-x+y-z=0
,取
n
=(1,2,1)
,…(3分)
所以cos<
DD1
,
n
>=
6
6
…(2分)
點(diǎn)評(píng):本題考查用空間向量求二面角的夾角與兩直線的夾角,解題的關(guān)鍵是建立恰當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,及掌握向量法求線線角,面面角的向量公式,本題考查了數(shù)形結(jié)合的思想及轉(zhuǎn)化的思想,利用向量求解決立體幾何問(wèn)題是近幾年高考的熱點(diǎn),向量法解決立體幾何問(wèn)題降低了思維難度,化推理為計(jì)算,使得幾何求解變得簡(jiǎn)單,此法也有不足,需要建立坐標(biāo)系,且運(yùn)算量較大
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)若Rt△ABC中兩直角邊為a、b,斜邊c上的高為h,則
1
h2
=
1
a2
+
1
b2
,如圖,在正方體的一角上截取三棱錐P-ABC,PO為棱錐的高,記M=
1
PO2
,N=
1
PA2
+
1
PB2
+
1
PC2
,那么M、N的大小關(guān)系是
 

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖,在正方體的一角上截取三棱錐P-ABC,PO為棱錐的高,記M=
1
PO2
,N=
1
PA2
+
1
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+
1
PC2
,那么M,N的大小關(guān)系是
 

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)若Rt△ABC中兩直角邊為a、b,斜邊c上的高為h,則
1
h2
=
1
a2
+
1
b2
,如圖,在正方體的一角上截取三棱錐P-ABC,PO為棱錐的高,類比平面幾何中的結(jié)論,得到此三棱錐中的一個(gè)正確結(jié)論為
 

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

如圖,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,E為DD1的中點(diǎn),
(1)求證:AC⊥平面D1DB;
(2)BD1∥平面ABC.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

如圖,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,點(diǎn)P是上底面A1B1C1D1內(nèi)一動(dòng)點(diǎn),則三棱錐P-ABC的主視圖與左視圖的面積的比值為(  )

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