题目内容

17.由空间一点O出发的四条射线两两所成的角相等,则这个角的余弦值为-$\frac{1}{3}$.

分析 构造正四面体ABCD中,中心O到各顶点连线所夹的角相等,则∠AOD就为所求的角,由此能求出这个角的余弦值.

解答 解:如图,正四面体ABCD中,中心O到各顶点连线所夹的角相等,
则∠AOD就为所求的角,
设正四面体ABCD的棱长为a,
作AE⊥面BCD,垂足为E,作BF⊥CD,交CD于F,则O∈AE,E∈AF,连结AF,
则BF=$\sqrt{{a}^{2}-(\frac{a}{2})^{2}}$=$\frac{\sqrt{3}}{2}a$,BE=$\frac{2}{3}BF=\frac{\sqrt{3}}{3}a$,AE=$\sqrt{{a}^{2}-(\frac{\sqrt{3}}{3}a)^{2}}$=$\frac{\sqrt{6}}{3}a$,
设OA=OB=r,则OE=$\frac{\sqrt{6}}{3}a-r$,
则${r}^{2}=(\frac{\sqrt{3}}{3}a)^{2}+(\frac{\sqrt{6}}{3}a-r)^{2}$,
解得r=$\frac{\sqrt{6}}{4}a$,
∴cos∠AOD=$\frac{O{A}^{2}+O{D}^{2}-A{D}^{2}}{2OA•OD}$=$\frac{\frac{3}{8}{a}^{2}+\frac{3}{8}{a}^{2}-{a}^{2}}{2×\frac{\sqrt{6}}{4}a×\frac{\sqrt{6}}{4}a}$=-$\frac{1}{3}$.
∴这个角的余弦值为-$\frac{1}{3}$.
故答案为:-$\frac{1}{3}$.

点评 本题考查角的余弦值的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意构造法、余弦定理的合理运用.

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