第 2 课时 利用空间向量求空间角(对应学生用书第 125 页)求异面直线的夹角 如图 7715,四面体 ABCD 中,O 是 BD 的中点,CA=CB=CD=BD=2,AB=AD=
图 7715(1)求证:AO⊥平面 BCD;(2)求异面直线 AB 与 CD 夹角的余弦值.[解] (1)证明:连接 OC,由 CA=CB=CD=BD=2,AB=AD=,O 是 BD 的中点,知CO=,AO=1,AO⊥BD
在△AOC 中,AC2=AO2+OC2,则 AO⊥OC.又 BD∩OC=O,因此 AO⊥平面 BCD
(2)如图建立空间直角坐标系 Oxyz,则 A(0,0,1),B(1,0,0),C(0,,0),D(-1,0,0),AB=(1,0,-1),CD=(-1,-,0),所以|cos〈AB,CD〉|==
即异面直线 AB 与 CD 夹角的余弦值为
[规律方法] 利用向量法求异面直线夹角的步骤1 选好基底或建立空间直角坐标系
2 求出两直线的方向向量 v1,v2
3 代入公式|cos〈v1,v2〉|=求解
易错警示:两异面直线夹角的范围是 θ∈,两向量的夹角 α 的范围是[0,π],当异面直线的方向向量的夹角为锐角或直角时,就是该异面直线的夹角;当异面直线的方向向量的夹角为钝角时,其补角才是异面直线的夹角
[跟踪训练] (2017·湖南五市十校 3 月联考)有公共边的等边三角形 ABC 和 BCD 所在平面互相垂直,则异面直线 AB 和 CD 夹角的余弦值为________
【导学号:79140254】 [设等边三角形的边长为 2
取 BC 的中点 O,连接 OA、OD, 等边三角形 ABC 和 BCD 所在平面互相垂直,∴OA,OC,OD 两两垂直,以 O 为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系.则 A(0,0,),B(0,-1,0),C(0,1,0),D(,0,