高考解析



  异面直线的概念及其所成的角是立体几何中的一个重点,近几年高考之中经常出现,形式有选择题、填空题及解答题.一方面这类问题既能考查证明,同时又能考查计算;另一方面它又考查了等价化归的数学思想——即将空间角转化为平面角的计算.

例1、(全国高考试题)如图所示正方体ABCD—A1B1C1D1中,B1E1=D1F1=A1B1,则BE1与DF1所成角的余弦值是( )

 A、        B、       C、        D、

分析:本题考查了空间异面直线所成的角,解三角形知识.

解答:

   过A点在平面ABB1A1内作AF,使A1F=D1F1,则四边形ADF1F是平行四边形.

   ∴ AF∥DF1,再过E1在平面ABB1A1内作E1E∥FA

   则 ∠BE1E即BE1与DF1所成角或其补角.

   由已知 B1E=D1F1=A1B1

   ∴ BE1=A1B1,又DF1=AF=E1E,

   而 DF1=BE1,∴ E1E=A1B1

   显然,EB=A1B1,在△BE1E中,由余弦定理cos∠BE1E=.

   故选A.

答案:A

例2、(全国高考试题)在棱长都相等的四面体A—BCD中,E、F分别是棱AD、BC的中点,连结AF、CE,如图所示,求异面直线AF、CE所成的角的余弦值.

解:

  连结DF,取DF的中点G,连结EG,CG,又E是AD的中点,故EG∥AF,所以∠GEC是异面直线AF、CE所成的角.

  ∵ AF是正三角形ABC的高,

  ∴ AF=AB,∴ EG=AB.

  在Rt△FCG中,

  则.

  在△EGC中,

  用余弦定理可得cos∠GEC=.

  ∴ 异面直线AF、CE所成角的余弦值是.

小结:

  作角时,可以将一条直线平移至与另一条直线相交,或者两条直线同时移到某个位置相交,但原则是平移后所得的角要容易算出,故应恰当的平移.

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