如图,该几何体由半圆柱体与直三棱柱构成,半圆柱体底面直径BC=4,AB=AC,∠BAC=90°,D为半圆弧的中点,若异面直线BD和AB1所成角的大小为arccos,求

发布时间:2020-07-31 17:35:00

如图,该几何体由半圆柱体与直三棱柱构成,半圆柱体底面直径BC=4,AB=AC,∠BAC=90°,D为半圆弧的中点,若异面直线BD和AB1所成角的大小为arccos,求:
(1)该几何体的体积;
(2)直线AD与平面ACC1A1所成角的大小.

网友回答

解:连A1D,由题设知A1、D关于B1C对称,建立如图所示的空间直角坐标系,
设AA1=h,则A(0,0,0),B(0,2,0),B1(0,2,h),
D(2,2,h),=(2,0,h),=(0,2,h),
∵异面直线BD和AB1所成角的大小为arccos

∴2h2+16=3h2,∴h=4,
(1)V=+=+=16+8π.
(2)=(2,2,4),平面ACC1A1的法向量=(0,1,0),
设直线AD与平面ACC1A1所成角为θ,则sinθ=,∴θ=,
故直线AD与平面ACC1A1所成角的大小为.

解析分析:(1)连A1D,由题设知A1、D关于B1C对称,建立空间直角坐标系,用坐标表示点与向量,利用异面直线BD和AB1所成角的大小为arccos,求得AA1,利用V=+可求几何体的体积;(2)=(2,2,4),平面ACC1A1的法向量=(0,1,0),利用向量的夹角公式,可求直线AD与平面ACC1A1所成角的大小.

点评:本题考查几何体的体积,考查线线角、线面角,考查利用空间向量解决立体几何问题,综合性强.
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