高二空间向量的问题 求解急已知直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=CB=AA1=2,∠ACB=90°,E为BB1的中点,D∈AB,∠A1DE=90°,E为BB1的中点,D∈AB,∠A1DE=90°(1)求证:CD⊥A1DE=90°(2)求二面角D-A1C-A的余弦值
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/14 21:31:41
高二空间向量的问题 求解急已知直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=CB=AA1=2,∠ACB=90°,E为BB1的中点,D∈AB,∠A1DE=90°,E为BB1的中点,D∈AB,∠A1DE=90°(1)求证:CD⊥A1DE=90°(2)求二面角D-A1C-A的余弦值
高二空间向量的问题 求解急
已知直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=CB=AA1=2,∠ACB=90°,E为BB1的中点,D∈AB,∠A1DE=90°,E为BB1的中点,D∈AB,∠A1DE=90°
(1)求证:CD⊥A1DE=90°
(2)求二面角D-A1C-A的余弦值
高二空间向量的问题 求解急已知直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=CB=AA1=2,∠ACB=90°,E为BB1的中点,D∈AB,∠A1DE=90°,E为BB1的中点,D∈AB,∠A1DE=90°(1)求证:CD⊥A1DE=90°(2)求二面角D-A1C-A的余弦值
建立直角坐标系:以C点为原点,CA所在直线为横坐标(X),CB所在直线为纵坐标(Y),以CC1所在直线为竖坐标(Z).,有关点的坐标为:
C(0,0),A(2,00),B(0,2,0),A1(2,0,2),B1(0,2,2),D(1,1,0),E(0,2,1)
(1) 求证:CD ⊥平面A1DE.
证:.向量CD=(1,1,0),向量A1D=(1,1,0)-(2,0,2)=(-1,1,-2),向量DE=(0,2,1)-(1,1,0)=(-1,1,1).
向量CD.向量A1D=(1,1,0).(-1,1,-2)=1*(-1)+1*1+0*(-2)=-1+1=0.
∴向量CD⊥向量A1D,即线段CD⊥线段A1D.
向量CD.向量DE=(1,1,0).(-1,1,1)=1*(-1)+1*1+0*1=0.
∴向量CD⊥ 向量DE,即线段CD⊥线段DE.∵A1D∈平面AB1,DE∈平面A1B,且A1D∩DE=D.
∴CD ⊥平面A1DE.
(2)已知:向量CA1=(2,02),向量CD=(1,1,0).
在平面A1DC(O)上,任作一法线向量n=(x,y,z).
∵CD∈平面A1DC,CA1∈平面A1DC.∴向量n⊥向量CD,向量n⊥向量CA1.
即(x,y,z).(1,1,0)=0,x+y=0 (1).
(x,y,z).(2,0,2)=0,2x+2z=0 (2).\
由(2)得:x=-z,取z=1,则x=-1,y=1.
∴向量n=(-1,1,1).
又∵CB⊥平面AC1,向量CB=(0,2,0)就是平面AC1的一个法向向量.
向量n与向量CB的夹角即为所求的二面角D-A1CA的平面角.
|向量n|=√[(-1)^2+1^2+1^2)]=√3.
|向量CB|=√(0+2^2+0)=2.n.CB=(-1,1,1).(0,2,0)=2.
cos=n.CB/|n|*|CB|=2/(2*√3)=√3/3.---即为所求的二面角的平面角的余弦值.
1.由,∠A1DE=90°勾股定理可以得出D为AB中点,具体证明如下:
设AD为x,在等腰直角三角形中ABC中可知AB为2倍根号2,则BD为AB-X,
A1D的平方为AA1的平方加上AD的平方
DE的平方为BD的平方加上BE的平方
A1E的平方为A1B1的平方加上B1E的平方
三角形A1DE中勾股定理将各数值带入即可得X为根号2,
所以CD⊥AB,<...
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1.由,∠A1DE=90°勾股定理可以得出D为AB中点,具体证明如下:
设AD为x,在等腰直角三角形中ABC中可知AB为2倍根号2,则BD为AB-X,
A1D的平方为AA1的平方加上AD的平方
DE的平方为BD的平方加上BE的平方
A1E的平方为A1B1的平方加上B1E的平方
三角形A1DE中勾股定理将各数值带入即可得X为根号2,
所以CD⊥AB,
所以CD⊥ABA1B1
所以CD⊥A1D,CD⊥DE
所以CD⊥A1DE=90度
2.做辅助线AF⊥A1C,DG⊥A1C, 过G做AF 的平行线GH交AC于点H,连接DH
∠HGD即为二面角D-A1C-A(因为DG⊥A1C,GH⊥A1C)
计算DG:由1得CD⊥A1D,△A1DC中根据面积计算得A1D×CD=A1C×DG,所以DG为2分之根号6
计算GH:直角△DCG中,勾股定理得CG为2分之根号2,所以G为A1C的四等分点,
所以GH为AF的一半,为2分之根号2
计算DH:AF 的平行线GH,所以H为AC的中点,DH为根号3
余弦定理即可得出二面角D-A1C-A的余弦值
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