老黃自己是最怕空間幾何問題的,因?yàn)槔宵S的空間想象能力幾乎等于0. 不過學(xué)習(xí)就是這樣,必須要迎難而上,這樣才能真正鍛煉自己的能力。只是高考這樣的立體幾何問題,真的是有一道就夠了,這也忒燒腦了啦!看看這道二面角問題:
如圖, 在圓柱OO1中,四邊形ABCD是其軸截面,EF為⊙O1的直徑,且EF⊥CD,AB=2,BC=a(a>1).
(1)求證:BE=BF;
(2)若直線AE與平面BEF所成角的正弦值為√6/3, 求二面角A-BE-F平面角的余弦值.
【第一小題按慣例,都是送分的,老黃就不羅嗦了,如果連第一小題都看不懂,第二小題解析了,也不會(huì)看得懂的】
(1)證明:由AD⊥⊙O1, 有EF⊥AD,
又EF⊥CD,∴EF⊥平面ABCD,
連接BO1, 則BO1?平面ABCD,∴EF⊥BO1,
又EO1=FO1,∴BE=BF.
【第二小題有三個(gè)關(guān)鍵,一是找到直線AE與平面BEF所成的角;二是找到二面角A-BE-F的平面角;三是求a值。特別是第三點(diǎn),有可能會(huì)被遺漏掉,如果結(jié)果含有a,肯定要被扣掉大部分的分?jǐn)?shù)的】
(2)解:過A作AG⊥BO1于點(diǎn)G ,則AG⊥平面BEF,【因?yàn)锳G同時(shí)還垂直于EF】
連接EG,則sin∠AEG =AG/AE=根號(hào)6 /3 ,【角AEG就是直線AE與平面BEF所成的角】
過A作AH⊥BE于點(diǎn)H ,連接GH,∠AHG就是二面角A-BE-F的平面角, 【過程雖然看似簡(jiǎn)單,但這里面含著找二面角的重要方法,一定要好好領(lǐng)會(huì),掌握起來哦。這里GH也垂直于BE,且在平面BEF內(nèi)】
連接CE,則CE=根號(hào)2CO1=根號(hào)2AB/2=根號(hào)2,
在Rt△BCE中,BE=根號(hào)(BC^2+CE^2)=根號(hào)(a^2+2)=AE.【BE=AE與(1)的結(jié)論同理】
連接AO1, 則AO1=BO1=根號(hào)(BC^2+O1C^2)=根號(hào)(a^2+1). 【終于把輔助線全部作完了】
AG·BO1=BC·AB,【左邊是三角形AO1B面積的兩倍,右邊是矩形ABCD的面積,它們是相等的】
AG=BC·AB/BO1=2a/根號(hào)(a^2+1),
又AG=根號(hào)6AE/3=根號(hào)(6a^2+12)/3=2a/根號(hào)(a^2+1), ∴a=根號(hào).【a還有三個(gè)解,都不合理,直接被舍去了】
所以BE=AE=2=AB,AG=2根號(hào)6/3,
AH=根號(hào)3 BE/2=根號(hào)3【這是等邊三角形ABE的高AH與邊BE的數(shù)量關(guān)系】
在Rt△AGH中,GH=根號(hào)(AH^2-AG^2)=1/根號(hào)3,
所以cos∠AHG=GH/AH=1/3.
別說解決了,這樣的題想看明白答案都挺有難度的,您覺得呢?
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