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高中数学中的角的求解

时间:2017-12-12 17:34:32      阅读:216      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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技术分享图片\(\fbox{例1}\)(2017凤翔中学高三第三次月考第10题)(异面直线所成的角)

长方体\(ABCD-A_1B_1C_1D_1\)中,\(AB=AA_1=2\)\(AD=1\),则异面直线\(BC_1\)\(AC\)所成的角的余弦值是多少?
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法1:立体几何法,作证算,思路:将两条异面直线平移至一个三角形中,然后解三角形得到。

\(BC_1\)平移到\(AD_1\),联结\(CD_1\),则\(\angle CAD_1\)为两条异面直线所成的角,

\(\Delta ACD_1\)中,可知\(AC=\sqrt{5}\)\(AD_1=\sqrt{5}\)\(CD_1=2\sqrt{2}\)

由余弦定理可知\(cos\angle CAD_1=\cfrac{(\sqrt{5})^2+(\sqrt{5})^2-(2\sqrt{2})^2}{2\cdot \sqrt{5}\cdot \sqrt{5}}=\cfrac{1}{5}\)

法2:空间向量法,

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以点\(D\)为坐标原点,分别以\(DA、DC、DD_1\)所在的直线为\(x、y、z\)轴建立如图所示的直角坐标系,

则点\(D(0,0,0)\)\(A(1,0,0)\)\(C(0,2,0)\)\(B(1,2,0)\)\(D_1(0,0,2)\)\(A_1(1,0,2)\)\(B_1(1,2,2)\)\(C_1(0,2,2)\)

\(\overrightarrow{BC_1}=(-1,0,2)\)\(\overrightarrow{AC}=(-1,2,0)\)

设两条异面直线所成的角为\(\theta\),则\(cos\theta=|cos<\overrightarrow{BC_1},\overrightarrow{AC}>|=\cfrac{(-1)\times(-1)+0\times2+2\times 0}{\sqrt{(-1)^2+0^2+2^2}\times\sqrt{(-1)^2+2^2+0^2}}=\cfrac{1}{5}\)

备注:两条异面直线所成角的范围\([0,\cfrac{\pi}{2}]\),两个向量所成角的范围\([0,\pi]\)

高中数学中的角的求解

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原文地址:http://www.cnblogs.com/wanghai0666/p/8028297.html

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