[例2] 如图所示,在平行六面体ABCD-A′B′C′D′中,AB=4,AD=3,AA′=5,∠BAD=90°,∠BAA′=∠DAA′=60°.
(1)求AC′的长;
(2)求与的夹角的余弦值.
[思路点拨] 求线段长,要利用向量的方法求解,关键是找到表示的基向量,只要模与夹角均可知,则问题可求解,求夹角问题则是向量数量积的逆用.
[精解详析] (1)∵=++,
∴||2=(++)2
=||2+||2+||2+2(·+·+·)
=42+32+52+2(0+10+7.5)=85.
∴||=.
(2)法一:设与的夹角为θ,
∵ABCD是矩形,∴||==5.
∴由余弦定理可得
cos θ===.
法二:设=a,=b,=c,
依题意得·=(a+b+c)·(a+b)
=a2+2a·b+b2+a·c+b·c
=16+0+9+4×5×cos 60°+3×5×cos 60°
=16+9+10+=,
∴cos θ===.
[一点通]
1.求两点间的距离或某线段的长度,就是把此线段用向量表示,然后用|a|2=a·a,即|a|=通过向量运算求|a|.
2.对于空间向量a、b,有cos〈a,b〉=.
利用这一结论,可以较方便地求解异面直线所成角的问题,由于向量的夹角的取值范围为[0,π],而异面直线所成的角的取值范围为,故〈a,b〉∈时,它们相等