2019年数学新同步湘教版选修2-1讲义+精练:第3章 3.6 直线与平面、平面与平面所成的角 Word版含解析
2019年数学新同步湘教版选修2-1讲义+精练:第3章 3.6 直线与平面、平面与平面所成的角 Word版含解析第4页

  又CC1∥DD1∥OO1,所以OO1⊥AC,OO1⊥BD,

  因为AC∩BD=O,所以O1O⊥底面ABCD.

  (2)因为四棱柱的所有棱长都相等,所以四边形ABCD为菱形,AC⊥BD.又O1O⊥底面ABCD,所以OB,OC,OO1两两垂直.如图,以O为原点,OB,OC,OO1所在直线分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系.

  设棱长为2,因为∠CBA=60°,所以OB=,OC=1,

  所以O(0,0,0),B1(,0,2),C1(0,1,2),

  平面BDD1B1的一个法向量为n=(0,1,0),

  设平面OC1B1的法向量为m=(x,y,z),

  则由m⊥\s\up7(―→(―→),m⊥\s\up7(―→(―→),所以

  取z=-,则x=2,y=2,

  所以m=(2,2,-),

  所以cos〈m,n〉===.

  由图形可知二面角C1­OB1­D的大小为锐角,

  所以二面角C1­OB1­D的余弦值为.

  

  利用法向量求二面角的步骤为:

  (1)确定两平面的法向量;

  (2)求两法向量的夹角的余弦值;

  (3)确定二面角的范围;

  (4)确定二面角与面面角的关系:二面角范围的确定要通过图形观察,法向量一般不能体现出来.

  

  2.(2016·全国卷Ⅰ)如图,在以A,B,C,D,E,F为顶点的五面体中,面ABEF为正方形,AF=2FD,∠AFD=90°,且二面角D­AF­E与二面角C­BE­F都是60°.

  (1)证明:平面ABEF⊥平面EFDC;

  (2)求二面角E­BC­A的余弦值.

  解:(1)证明:由已知可得AF⊥DF,AF⊥FE,

所以AF⊥平面EFDC.