2019-2020学年北师大版选修2-1§5 夹角的计算 学案(1)
2019-2020学年北师大版选修2-1§5 夹角的计算 学案(1)第3页

  (1)求证:BE⊥PD;

  (2)求异面直线AE与CD夹角的余弦值.

  [思路点拨] 要证明两直线垂直,或求两直线的夹角,只要适当地建立空间直角坐标系,求出两直线对应的方向向量,然后借助于这两个向量的数量积公式即可求得.

  [精解详析] 以A为原点,AB,AD,AP所在的直线为坐标轴,建立空间直角坐标系,如图,则A(0,0,0),B(a,0,0),C(a,a,0),D(0,2a,0).

  又∵∠PDA=30°,

  ∴AP=AD·tan 30°=2a·=a,

  AE=AD·sin 30°=2a·=a.

  过E作EF⊥AD,垂足为F,在Rt△AFE中,AE=a,∠EAF=60°,∴AF=,EF=a.

  ∴P,E.

  (1)证明:=,

  =,

  ∴·=0+a2-a2=0.

  ∴⊥,∴BE⊥PD.

  (2)=,=(-a,a,0).

  则cos〈,〉===,

  即AE与CD的夹角的余弦值为.

  [一点通] 

1.求两异面直线的夹角时,可用向量法转化为求两异面直线的方向向量a,b的夹角〈a,b〉.但两异面直线的夹角范围是,所以当〈a,b〉∈时,两异面直线的夹角应为π-〈a,b〉.