空间向量与空间角[知识能否忆起]利用向量求空间角1.两条异面直线所成的角的求法设两条异面直线 a,b 的方向向量为 a,b,其夹角为 θ,则 cos φ=|cos θ|=(其中φ 为异面直线 a,b 所成的角).2.直线和平面所成角的求法如图所示,设直线 l 的方向向量为 e,平面 α 的法向量为 n,直线 l 与平面 α 所成的角为 φ,两向量 e 与 n 的夹角为 θ,则有 sin φ=|cos θ|=
3.求二面角的大小(1)如图 1,AB、CD 是二面角 α-l-β 的两个面内与棱 l 垂直的直线,则二面角的大小 θ=〈,〉.(2)如图 2、3,n1,n2分别是二面角 α-l-β 的两个半平面 α,β 的法向量,则二面角的大小 θ=〈n1,n2〉(或 π-〈n1,n2〉).[小题能否全取]1.(教材习题改编)已知向量 m,n 分别是直线 l 和平面 α 的方向向量、法向量,若cos〈m,n〉=-,则 l 与 α 所成的角为( )A.30° B.60°C.120° D.150°解析:选 A 由于 cos〈m,n〉=-,∴〈m,n〉=120°
所以直线 l 与 α 所成的角为 30°
2.(教材习题改编)已知两平面的法向量分别为 m=(0,1,0),n=(0,1,1),则两平面所成的二面角的大小为( )A.45° B.135°C.45°或 135° D.90°解析:选 C cos〈m,n〉===,即〈m,n〉=45°,其补角为 135°,∴两平面所成的二面角为 45°或 135°
在如图所示的正方体 A1B1C1D1-ABCD 中,E 是 C1D1 的中点,则异面直线 DE 与 AC 夹角的余弦值为( )A.- B.-C
解 析 : 选 D 如 图 建 立 直 角 坐 标 系 D - xyz , 设 DA =1,A(1,0,0),C(0,1,0),E