题目内容

正方形ABCD沿对角线AC折成直二面角,则异面直线AD和BC所成角为(  )
A、
π
4
B、
π
3
C、
π
6
D、
π
2
考点:异面直线及其所成的角
专题:空间角
分析:以AC的中点O为坐标原点,OA为x轴正半轴,OB为y轴正半轴,OD为z轴正半轴建立空间直角坐标系O-xyz,标出各点坐标,从而得向量
AD
BC
的坐标,由公式cos<
AD
BC
=
AD
BC
|
AD
||
BC
|
,可探求异面直线AD和BC所成角.
解答: 解:在原正方形中,设AC与BD的交点为O,沿AC折成直二面角后,由OD⊥AC及OB⊥AC知,∠BOD=90°,
于是以O为坐标原点,OA为x轴正半轴,OB为y轴正半轴,OD为z轴正半轴建立空间直角坐标系O-xyz,如右图所示.
又设原正方形的边长为2,则A(-
2
,0,0),B(0,
2
,0),C(
2
,0,0),D(0,0,
2
),
从而
AD
=(
2
,0,
2
),
BC
=(
2
,-
2
,0),得|
AD
|=2,|
BC
|=2,
所以cos<
AD
BC
=
AD
BC
|
AD
||
BC
|
=
2
×
2
+0×(-
2
)+
2
×0
2×2
=
1
2

又异面直线AD和BC所成角的范围是(0,
π
2
],得异面直线AD和BC所成的角为
π
3

故答案为B.
点评:本题主要考查了两异面直线所成角的求法,当几何体中出现面面垂直关系时,可以考虑使用向量法求解,应注意区分两向量的夹角与两异面直线所成角的关系,一般来说,若两向量夹角为钝角,则两异面直线所成角是其补角;若两向量夹角为锐角,则两异面直线所成角就是该角.
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