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在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AA1=c,AB=a,AD=b,且a>b.求AC1与BD所成的角的余弦.

答案:
解析:

  解一:连AC,设AC∩BD=0,则O为AC中点,取C1C的中点F,连OF,则OF∥AC1且OF=AC1,所以∠FOB即为AC1与DB所成的角.在△FOB中,OB=,OF=,BE=,由余弦定理得

  cos∠OB=

  解二:取AC1中点O1,B1B中点G.在△C1O1G中,∠C1O1G即AC1与DB所成的角.

  解三:延长CD到E,使ED=DC.则ABDE为平行四边形.AE∥BD,所以∠EAC1即为AC1与BD所成的角.连EC1,在△AEC1中,AE=,AC1=,C1E=由余弦定理,得

  cos∠EAC1<0

  所以∠EAC1为钝角.

  根据异面直线所成角的定义,AC1BD所成的角的余弦为


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1
2
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