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如图,矩形ABCD的对角线AC,BD交于O,AB=4,AD=3.沿AC把△ACD折起,使二面角D1-AC-B为直二面角.
(1)求直线AD1与直线DC所成角的余弦值;
(2)求二面角A-DD1-C的平面角正弦值大小.
(1)以点B为坐标原点,平面ABC为xOy平面,BC,BA方向分别为x轴,y轴的正方向,建立空间直角坐标系.则B(0,0,0),C(3,0,0),A(0,4,0).
在矩形ABCD中,作DH⊥AC于H,HM⊥BC于M,HN⊥AB于N,则H即为D1在平面ABC上的射影.
∵AB=4,AD=3,∴AC=5,DH=
12
5
,HN=
27
25
,HM=
64
25
D1(
27
25
64
25
12
5
)
,…(6分)
AD1
=(
27
25
64
25
12
5
)-(0,4,0)=(
27
25
-36
25
12
5
)
DC
=(3,0,0)-(3,4,0)=(0,-4,0)

所以cos<
AD1
DC
>=
AD1
DC
|
AD1
||
DC
|
=
12
25
.…(10分)
(2)设平面D1BC的法向量为
n
=(a,b,c)
BC
=(3,0,0),
BA
=(0,4,0)

n
BC
=0
n
D1B
=0
,∴
a=0
27a+64b+60c=0
n
=(0,-15,16)

设平面D1BA的法向量为
m
=(x,y,z)

m
BA
=0
m
D1B
=0

y=0
27x+64y+60z=0
,∴
m
=(-20,0,-9)
.…(14分)
cos<
m
n
>=
m
n
|
m
|•|
n
|
=-
144
481

sinθ=
1-(
144
481
)
2
=
25
337
481
.…(16分)
练习册系列答案
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于直线mn与平面αβ,有下列四个命题:
①若mα,nβαβ,则mn;
②若mα,nβαβ,则mn;
③若mα,nβαβ,则mn;
④若mα, nβαβ,则mn.
其中真命题的序号是(  )
A.①②B.③④C.①④D.②③

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如图所示,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=3,BC=4,AB=5,AA1=4.
(1)求证:AC⊥BC1
(2)在AB上是否存在点D,使得AC1平面CDB1,若存在,确定D点位置并说明理由,若不存在,说明理由.

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(1)求证:EB1⊥AD1
(2)若E是CD中点,求EB1与平面AD1E所成的角;
(3)设M在BB1上,且
BM
MB1
=
2
3
,是否存在点E,使平面AD1E⊥平面AME,若存在,指出点E的位置,若不存在,请说明理由.

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科目:高中数学 来源:不详 题型:解答题

三棱锥P-ABC中,∠PAB=∠PAC=∠ACB=90°,AC=2,BC=
13
,PB=
29
,求PC与AB所成角的余弦值.

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科目:高中数学 来源:不详 题型:解答题

长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,AD=1,AA1=
2
,E、F分别是AB、CD的中点
(1)求证:D1E⊥平面AB1F;
(2)求直线AB与平面AB1F所成的角;
(3)求二面角A-B1F-B的大小.

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科目:高中数学 来源:不详 题型:解答题

已知三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,AB⊥AC,PA=AC=
1
2
AB=1,N为AB上一点,AB=4AN,M、S分别为PB、BC的中点.
(Ⅰ)求证:CM⊥SN;
(Ⅱ)求二面角P-CB-A的余弦值;
(Ⅲ)求直线SN与平面CMN所成角的大小.

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科目:高中数学 来源:不详 题型:解答题

如图,PA⊥平面ABCD,ABCD为正方形,,且PA=AD=2,E、F、G分别是线段PA、PD、CD的中点.
(1)求证:面EFG⊥面PAB;
(2)求异面直线EG与BD所成的角的余弦值;
(3)求点A到面EFG的距离.

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