精英家教網(wǎng)如圖,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1=BC=AB=2,AB⊥BC,求二面角B1-A1C-C1的大小.
分析:建立空間直角坐標(biāo)系,求出2個平面的法向量的坐標(biāo),設(shè)二面角的大小為θ,顯然θ為銳角,
設(shè)2個法向量的夾角φ,利用2個向量的數(shù)量積可求cosφ,則由cosθ=|cosφ|求出二面角的大小θ.
解答:精英家教網(wǎng)解:如圖,建立空間直角坐標(biāo)系.則A(2,0,0),C(0,2,0),A1(2,0,2),B1(0,0,2),C1(0,2,2),
設(shè)AC的中點為M,
∵BM⊥AC,BM⊥CC1
∴BM⊥平面A1C1C,
BM
=(1,1,0)是平面A1C1C的一個法向量.
設(shè)平面A1B1C的一個法向量是n=(x,y,z).
A1C
=(-2,2,-2),
A1 B1
=(-2,0,0),
n•
A1B1
=-2x=0
n•
A1C1
=-2x+2y-2z=0

令z=1,解得x=0,y=1.
∴n=(0,1,1),
設(shè)法向量n與
BM
的夾角為φ,二面角B1-A1C-C1的大小為θ,顯然θ為銳角.
∵cosθ=|cosφ|=
|n•
BM
|
|n|•|
BM
|
=
1
2
,解得:θ=
π
3

∴二面角B1-A1C-C1的大小為
π
3
點評:本題考查利用向量求二面角的大小為的方法,設(shè)二面角的大小為θ,2個平面法向量的夾角φ,則θ和φ 相等或互補,這兩個角的余弦值相等或相反.
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

如圖,在直三棱柱AB-A1B1C1中.∠ BAC=90°,AB=AC=AA1 =1.D是棱CC1上的一P是AD的延長線與A1C1的延長線的交點,且PB1∥平面BDA.

(I)求證:CD=C1D:

(II)求二面角A-A1D-B的平面角的余弦值; 

(Ⅲ)求點C到平面B1DP的距離.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源:2011年四川省招生統(tǒng)一考試?yán)砜茢?shù)學(xué) 題型:解答題

 

 (本小題共l2分)

    如圖,在直三棱柱AB-A1B1C1中.∠ BAC=90°,AB=AC=AA1 =1.D是棱CC1上的一[來源:]

P是AD的延長線與A1C1的延長線的交點,且PB1∥平面BDA.

(I)求證:CD=C1D:

(II)求二面角A-A1D-B的平面角的余弦值;   

(Ⅲ)求點C到平面B1DP的距離.

 

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源:2011年高考試題數(shù)學(xué)理(四川卷)解析版 題型:解答題

 (本小題共l2分)

    如圖,在直三棱柱AB-A1B1C1中.∠ BAC=90°,AB=AC=AA1 =1.D是棱CC1上的一

P是AD的延長線與A1C1的延長線的交點,且PB1∥平面BDA.

(I)求證:CD=C1D:

(II)求二面角A-A1D-B的平面角的余弦值;   

(Ⅲ)求點C到平面B1DP的距離.

 

 

 

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源:四川省高考真題 題型:解答題

如圖,在直三棱柱AB-A1B1C1中,∠ BAC=90°,AB=AC=AA1=1,D是棱CC1上一點,P是AD的延長線與A1C1的延長線的交點,且PB1∥平面BDA。
(I)求證:CD=C1D;
(II)求二面角A-A1D-B的平面角的余弦值;
(Ⅲ)求點C到平面B1DP的距離

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

    如圖,在直三棱柱AB-A1B1C1中.∠ BAC=90°,AB=AC=AA1 =1.D是棱CC1上的一點,P是AD的延長線與A1C1的延長線的交點,且PB1∥平面BDA.

(I)求證:CD=C1D:

(II)求二面角A-A1D-B的平面角的余弦值;

(Ⅲ)求點C到平面B1DP的距離.

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