(2012•重庆)如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=4,AC=BC=3,D为AB的中点.

(2012•重庆)如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=4,AC=BC=3,D为AB的中点.
(Ⅰ)求异面直线CC1和AB的距离;
(Ⅱ)若AB1⊥A1C,求二面角A1-CD-B1的平面角的余弦值.
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lk821004 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)先根据条件得到CD⊥AB以及CC1⊥CD,进而求出C的长即可;
(Ⅱ)解法一;先根据条件得到∠A1DB1为所求的二面角A1-CD-B1的平面角,再根据三角形相似求出棱柱的高,进而在三角形A1DB1中求出结论即可;
解法二:过D作DD1∥AA1交A1B1于D1,建立空间直角坐标系,求出两个平面的法向量的坐标,最后代入向量的夹角计算公式即可求出结论.

(Ⅰ)因为AC=BC,D为AB的中点,故CD⊥AB,
又直三棱柱中,CC1⊥面ABC,故CC1⊥CD,
所以异面直线CC1和AB的距离为:CD=
BC2−BD2=
5.
(Ⅱ)解法一;由CD⊥AB,CD⊥BB1,故CD⊥平面A1ABB1
从而CD⊥DA1,CD⊥DB1,故∠A1DB1为所求的二面角A1-CD-B1的平面角.
因A1D是A1C在面A1ABB1上的射影,
又已知AB1⊥A1C,由三垂线定理的逆定理得AB1⊥A1D,
从而∠A1AB1,∠A1DA都与∠B1AB互余,
因此∠A1AB1=∠∠A1DA,
所以RT△A1AD∽RT△B1A1A,
因此
AA 1
AD=
A1B1
AA 1,得AA 12=AD•A1B1=8,
从而A1D=
AA 12+AD2=2
3,B1D=A1D=2
3.
所以在三角形A1DB1中,cos∠A1DB1=
A1D2+DB 1

点评:
本题考点: 用空间向量求平面间的夹角;点、线、面间的距离计算;二面角的平面角及求法.

考点点评: 本题主要考察异面直线间的距离计算以及二面角的平面角及求法.在求异面直线间的距离时,关键是求出异面直线的公垂线.

1年前

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