如图,在长方体中,点在棱上.(1)求异面直线与所成的角;(2)若二面角的大小为,求点到平面的距离.-高三数学

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如图,在长方体中,点在棱上.(1)求异面直线与所成的角;(2)若二面角的大小为,求点到平面的距离.-高三数学

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如图,在长方体中,在棱上.

(1)求异面直线所成的角;
(2)若二面角的大小为,求点到平面的距离.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(1);(2).

试题分析:根据几何体的特征,可有两种思路,即“几何法”和“向量法”.
思路一:(1)连结.由是正方形知.
根据三垂线定理得,即得异面直线所成的角为.
(2)作,垂足为,连结,得.为二面角的平面角,.于是,根据,得,又,得到.
设点到平面的距离为,于求得.
思路二:分别以轴,轴,轴,建立空间直角坐标系.
(1)由,得,
,又,则.
计算即得解.
(2)为面的法向量,设为面的法向量,
,
得到.①
,得,根据,即,
得到
由①、②,可取,
到平面的距离.
试题解析:解法一:(1)连结.由是正方形知.
平面,
在平面内的射影.
根据三垂线定理得,
则异面直线所成的角为.                    5分
(2)作,垂足为,连结,则.
所以为二面角的平面角,.于是,
易得,所以,又,所以.
设点到平面的距离为,则由于,
因此有,即,∴.       ..  12分
解法二:如图,分别以轴,轴,轴,建立空间直角坐标系.
(1)由,得,
,又,则.
,则异面直线所成的角为.        5分
(2)为面的法向量,设为面的法向量,则
,
.①
,得,则,即,∴
由①、②,可取,又,
所以点到平面的距离.             12分

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