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数学问题:在正方体ABCD-A1B1C1D1中,已知O是为AC与BD的交点

来源:学生作业帮 编辑:灵鹊做题网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/10 11:31:11
数学问题:在正方体ABCD-A1B1C1D1中,已知O是为AC与BD的交点
1,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,已知O是为AC与BD的交点,M为DD1的中点,
(1)求异面直线B1O为与AM所成角的大小 答案:90度

(2)求二面角B1-MA-C的大小 答案:60度

最好解析一下
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数学问题:在正方体ABCD-A1B1C1D1中,已知O是为AC与BD的交点
1
连接MO,MC,MB1;
设正方体棱长为2a;则由空间线段的计算公式可得:
MO=√(OD^2 + MD^2)=√3a;
B1O=√(a^2 +a^2 +(2a)^2)=√6a;
MB1=√((2a)^2+ (2a)^2 +a^2)=3a;
则: MB1^2 +B1O^2 =MO^2
即 MB1⊥B1O.
而由基本几何知识可知,AB1=CB1→B1O⊥AC.
于是,B1O⊥平面AMC.
AM在平面AMC内,
∴B1O⊥AM.
即异面直线B1O为与AM所成角为90°.
2
O在AC上,AC在平面AMC内,则O∈平面AMC.
作B1N⊥AM于N;连接ON.
由B1O⊥平面AMC可知,∠B1NO即所求二面角的平面角.
由三垂线定理可知,MO⊥AC.则△AOM是直角三角形.
则由△AOM的面积法可以求得:
2S△AOM=AM×ON=AO×MO
而AM=√((2a)^2+ a^2)=√5a,
则ON=AO×MO/AM=[√(6/5)]a
则tan∠B1NO=B1O/ON=(√6a)/[√(6/5)]a
=√5.
则:二面角B1-MA-C的大小为arctan√5