已知正棱柱ABC-A1B1C1的侧棱长和底面边长均为1,M是底面BC边上中点,N是侧棱CC1上的点,且CN=2C1N

已知正棱柱ABC-A1B1C1的侧棱长和底面边长均为1,M是底面BC边上中点,N是侧棱CC1上的点,且CN=2C1N
(1)求异面直线BA1与MN的夹角 用空间向量
爱宝没道理 1年前 已收到1个回答 举报

风影15 幼苗

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以A为原点,AC所在直线为x轴、AA1所在直线为z轴建立空间直角坐标系,并使点C1落在第一卦限上.
过B作BD⊥AC交AC于D.
∵ABC-A1B1C1是正三棱柱,∴△ABC是正三角形,∴AD=DC=AC/2,且BD=√3/2,
∴点B的坐标是(1/2,√3/2,0).
显然,A1、C、C1的坐标依次是(0,0,1)、(1,0,0)、(1,0,1).
由定比分点公式,容易得出:N的坐标是(1,0,2/3).
由中点坐标公式,得:M的坐标是(3/4,√3/4,0).
∴向量BA1=(-1/2,-√3/2,1),向量MN=(1/4,-√3/4,2/3).
设BA1与MN所成的角为θ.则:
cosθ=(向量BA1·向量MN)/(|向量BA1||向量MN|)
=(-1/8+3/8+2/3)/[√(1/4+3/4+1)√(1/16+3/16+4/9)]
=(1/2+2/3)/√(2×13/36)=(5/6)/√(26/36)=5√26/26.
∴θ=arccos(5√26/26).
即:BA1与MN所成的角为arccos(5√26/26).

1年前

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