题目内容
5.正四面体ABCD中,M,N分别是棱BC和棱AC的中点,则异面直线AM和DN所成的角的余弦值为( )A. | $\frac{1}{2}$ | B. | $\frac{1}{3}$ | C. | $\frac{1}{6}$ | D. | 0 |
分析 画出立体图形,根据中点找平行线,把所求的异面直线角转化为一个三角形的内角来计算.
解答 解:如图,连接DM,取CM的中点E,连接DE,NE,则NE∥AM,故∠DNE即为所求的异面直线角.设这个正四面体的棱长为2,在△ABC中,AM=$\sqrt{3}$=DN=DM,EN=$\frac{1}{2}$AM=$\frac{\sqrt{3}}{2}$.
DE=$\sqrt{{EM}^{2}+{AM}^{2}}$=$\sqrt{\frac{1}{4}+3}$=$\frac{\sqrt{13}}{2}$.
∴cos∠END=$\frac{{EN}^{2}+{ND}^{2}-{DE}^{2}}{2NE•DN}$=$\frac{\frac{3}{4}+3-\frac{13}{4}}{2×\frac{\sqrt{3}}{2}×\sqrt{3}}$=$\frac{1}{6}$.
故选:C.
点评 本题考查空间点、线、面的位置关系及学生的空间想象能力、求异面直线角的能力.在立体几何中找平行线是解决问题的一个重要技巧,这个技巧就是通过三角形的中位线找平行线,如果试题的已知中涉及到多个中点,则找中点是出现平行线的关键技巧.
练习册系列答案
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A. | [$\frac{1}{2}$,+∞) | B. | ($\frac{1}{2}$,+∞) | C. | [1,+∞) | D. | (1,+∞) |