如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为AB的中点.
(1)求异面直线BD1与CE所成角的余弦值;
(2)求二面角A1-EC-A的余弦值.
网友回答
解:以D为原点,DC为y轴,DA为x轴,DD1为Z轴建立空间直角坐标系,…(1分)
则A1(1,0,1),B(1,1,0),C(0,1,0),D1(0,0,1),,…(2分)
(1),…(1分)
,…(1分)
所以所求角的余弦值为…(1分)
(2)D1D⊥平面AEC,所以为平面AEC的法向量,…(1分)
设平面A1EC法向量为,又,,即,取,…(3分)
所以…(2分)
解析分析:由题设条件知,本题有同一点出发的三条两两垂直的线段,故可以建立空间坐标系,利用向量法求得两异面直线的夹角及二面角的夹角余弦值.由图,可以D为原点,DC为y轴,DA为x轴,DD1为Z轴建立空间直角坐标系,给出各点的坐标(1)由图给出异面直线BD1与CE的方向向量,由数量积公式求出两直线的夹角;(2)由向量运算求出两个平面的法向量,再由数量积公式求出两个平面的夹角的余弦值
点评:本题考查用空间向量求二面角的夹角与两直线的夹角,解题的关键是建立恰当的坐标系,及掌握向量法求线线角,面面角的向量公式,本题考查了数形结合的思想及转化的思想,利用向量求解决立体几何问题是近几年高考的热点,向量法解决立体几何问题降低了思维难度,化推理为计算,使得几何求解变得简单,此法也有不足,需要建立坐标系,且运算量较大