题目内容

二面角M-a-N中,点A∈M,点B∈N,AB=4
2
,点A到a的距离是4,点B到a的距离是2
2
,若AB与a所成的角是30°,求二面角M-a-N的平面角的大小.
考点:二面角的平面角及求法
专题:空间角
分析:过A作AC⊥a,交a于点C,过B作BD⊥a,交a于点C,连结AD,过B作BE∥DC,过C作CE∥BD,交BE于E,连结AE,则BECD是矩形,人而EC⊥a,进而得到∠ACE是二面角M-a-N的平面角,由此利用勾股定理和余弦定理能求出二面角M-a-N的平面角的大小.
解答: 解:过A作AC⊥a,交a于点C,过B作BD⊥a,交a于点C,连结AD,
过B作BE∥DC,过C作CE∥BD,交BE于E,
连结AE,则AC=4,BD=2
2
,BECD是矩形,
∴EC⊥a,∴∠ACE是二面角M-a-N的平面角,
由已知得AD=
AB2-BD2
=
32-8
=2
6

BE=CD=
AD2-AC2
=
24-16
=2
2

∵AB与a所成的角是30°,∴∠ABE=30°,
∴AE=
AB2+BE2-2AB•BEcos30°

=2
10-4
3

∴cos∠ACE=
AC2+CE2-AE2
2AC•CE
=
6
-
2
2

∴∠ACE=arccos
6
-
2
2

∴二面角M-a-N的平面角为arccos
6
-
2
2
点评:本题考查二面角的平面角的大小的求法,涉及到线面平行、线面垂直的性质的应用,解题时要注意勾股定理、余弦定理的合理运用.
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