2019-2020学年人教A版选修2-1 立体几何与空间向量 学案
2019-2020学年人教A版选修2-1   立体几何与空间向量    学案第2页

∠DCE=,如图,过D作DF垂直CE于F,易知DF=FC=FE=1,又已知EB=1,故FB=2.

由∠ACB=,得DF∥AC,∴==,

故AC=DF=.

以C为坐标原点,分别以\s\up6(→(→),\s\up6(→(→),\s\up6(→(→)的方向为x轴,y轴,z轴的正方向建立空间直角坐标系,

则C(0,0,0),P(0,0,3),A,E(0,2,0),D(1,1,0),\s\up6(→(→)=(1,-1,0),\s\up6(→(→)=(-1,-1,3),\s\up6(→(→)=.

设平面PAD的法向量为n1=(x1,y1,z1),

由n1·\s\up6(→(→)=0,n1·\s\up6(→(→)=0,得

故可取n1=(2,1,1).

由(1)可知DE⊥平面PCD,故平面PCD的法向量n2可取为\s\up6(→(→),即n2=(1,-1,0).

从而法向量n1,n2的夹角的余弦值为

cos 〈n1,n2〉==,

故所求二面角A-PD-C的余弦值为.

3.(2017·重庆模拟)如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=AC=AA1=4,BC=2.BD⊥AC,垂足为D,E为棱BB1上一点,BD∥平面AC1E.

(1)求线段B1E的长;

(2)求二面角C1-AC-E的余弦值.

解 (1)由AB=AC=4,知△ABC为等腰三角形,

又BD⊥AC,BC=2,

故·AC·BD=·BC·,

解得BD=.

从而在Rt△CDB中,CD==1,故AD=AC-CD=3.

如图,过点D作DF∥CC1,交AC1于F,连接EF.因为DF∥CC1,从而==,得DF=3.

因为DF∥CC1,CC1∥BB1,故DF∥BB1,即DF∥BE,故DF与BE确定平面BDFE.