例1、⑴已知水平平面内的两条相交直线a, b所成的角为,如果将角的平分线绕着其顶点,在竖直平面内作上下转动, 转动到离开水平位值的处,且与两条直线a,b都成角,则的大小关系是                 (  )

A.          B. >< 

C. >             D. <

⑵已知异面直线a,b所成的角为70,则过空间一定点O,与两条异面直线a,b都成60角的直线有                              (  )条.

A. 1     B. 2     C. 3      D. 4

⑶异面直线a,b所成的角为,空间中有一定点O,过点O有3条直线与a,b所成角都是60,则的取值可能是      (  ).

A. 30    B. 50    C. 60    D. 90

分析与解答:

⑴ 如图1所示,易知直线上点A在平面上的射影是ι上的点B,过点B作BC⊥b,

则AC⊥b.  在Rt△OBC和Rt△OAC中,tg=,tg=.显然,AC>BC,

∴tan> tan,又(0,,∴ .故选C.        

B
 

A
 
O
 
                                  ι

            

(2)D(3)C

图1

例2、已知PA⊥矩形ABCD所在平面,M、N分别是AB、PC的中点.

  (1)求证:MN⊥AB;

  (2)设平面PDC与平面ABCD所成的二面角为锐角θ,问能否确定θ使直线MN是异

面直线AB与PC的公垂线?若能,求出相应θ的值;若不能,说明理由.

解:(1)∵PA⊥矩形ABCD,BC⊥AB,∴PB⊥BC,PA⊥AC,即△PBC和△PAC都是

以PC为斜边的直角三角形,,又M为AB的中点,∴MN⊥AB.

(2)∵AD⊥CD,PD⊥CD.∴∠PDA为所求二面角的平面角,即∠PDA=θ.

设AB=a,PA=b,AD=d,则 

设PM=CM则由N为PC的中点,∴MN⊥PC由(1)可知MN⊥AB,

∴MN为PC与AB的公垂线,这时PA=AD,∴θ=45°。

  例3、如图,直三棱柱ABC-A1B1C1的底面ABC为等腰直角三角形,∠ACB=900,AC=1,C点到AB1的距离为CE=,D为AB的中点.

(1)求证:AB1⊥平面CED;

(2)求异面直线AB1与CD之间的距离;

(3)求二面角B1-AC-B的平面角.

解:(1)∵D是AB中点,△ABC为等腰直角三角形,

∠ABC=900,∴CD⊥AB又AA1⊥平面ABC,∴CD⊥AA1.

∴CD⊥平面A1B1BA  ∴CD⊥AB1,又CE⊥AB1

 ∴AB1⊥平面CDE;

(2)由CD⊥平面A1B1BA  ∴CD⊥DE

∵AB1⊥平面CDE  ∴DE⊥AB1,

∴DE是异面直线AB1与CD的公垂线段

∵CE=,AC=1 , ∴CD=

(3)连结B1C,易证B1C⊥AC,又BC⊥AC ,

∴∠B1CB是二面角B1-AC-B的平面角.

在Rt△CEA中,CE=,BC=AC=1,∴∠B1AC=600

,  ∴,

 , ∴.

说明:作出公垂线段和二面角的平面角是正确解题的前提, 当然, 准确地作出应当有严格的逻辑推理作为基石.

例4、在直角梯形ABCD中,∠A=∠D=90°,AB<CD,SD⊥平面ABCD,AB=AD=a,S D=,在线段SA上取一点E(不含端点)使EC=AC,截面CDE与SB交于点F。

(1)求证:四边形EFCD为直角梯形;

(2)求二面角B-EF-C的平面角的正切值;

(3)设SB的中点为M,当的值是多少时,能使△DMC

为直角三角形?请给出证明.

解:(1)∵ CDABAB平面SABCD∥平面SAB

EFCD∩面SAB=EF

CDEF

平面SAD,∴

为直角梯形 

(2)平面平面SAD

即为二面角D-EF-C的平面角

为等腰三角形,  

(3)当时,为直角三角形 .

 ,

平面平面.

中,SB中点,.

平面平面 为直角三角形。

例5.如图,在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,AC与BD交于点E,CB与CB1交于点F.

  (I)求证:A1C⊥平BDC1

(II)求二面角B-EF-C的大小(结果用反三角函数值表示).

解法一:(Ⅰ)∵A1A⊥底面ABCD,则AC是A1C在底面ABCD的射影.

∵AC⊥BD.∴A1C⊥BD.

同理A1C⊥DC1,又BD∩DC1=D,

∴A1C⊥平面BDC1.

(Ⅱ)取EF的中点H,连结BH、CH,

又E、F分别是AC、B1C的中点,

解法二:(Ⅰ)以点C为坐标原点建立如图所示的空间直角坐标系,则C(0,0,0).

D(1,0,0),B(0,1,0),A1(1,1,1),C1(0,0,1),D1(1,0,1)

 

(Ⅱ)同(I)可证,BD1⊥平面AB1C.

 0  426676  426684  426690  426694  426700  426702  426706  426712  426714  426720  426726  426730  426732  426736  426742  426744  426750  426754  426756  426760  426762  426766  426768  426770  426771  426772  426774  426775  426776  426778  426780  426784  426786  426790  426792  426796  426802  426804  426810  426814  426816  426820  426826  426832  426834  426840  426844  426846  426852  426856  426862  426870  447090 

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