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在120°的二面角P-a-Q的两个面P和Q内,分别有点A和点B已知点A和点B到棱a的距离分别为2和4,且线段AB=10,(1)求直线AB和棱a所成的角;(2)求直线AB和平面Q所成的角.
题目详情
在120°的二面角P-a-Q的两个面P和Q内,分别有点A和点B 已知点A和点B到棱a的距离分别为2和4,且线段AB=10,
(1)求直线AB和棱a所成的角;
(2)求直线AB和平面Q所成的角.
(1)求直线AB和棱a所成的角;
(2)求直线AB和平面Q所成的角.
▼优质解答
答案和解析
(1)在平面P内作直线AD⊥a于点D,在平面Q内,作直线BE⊥a于点E,
从点D作a的垂线与从点B作a的平行线相交于点C.
∴∠ABC等于AB和a所成的角,
∠ADC为两面角P-a-Q的平面角,
∴∠ADC=120°,
又AD=2,BCDE为矩形,∴CD=BE=4.
连接AC,由余弦定理得AC2=AD2+CD2-2AD•CDcos∠ADC=22+42-2×2×4×cos120°=28.
∴AC=2
.
又∵AD⊥a,CD⊥a,∴a⊥平面ACD,
∵BC∥a,∴BC⊥平面ACD,
∴BC⊥AC.
在直角△ABC中,sin∠ABC=
=
,
∴∠ABC=arcsin
.
(2)在△ACD所在的平面内,作AF⊥CD交CD的延长线于点F.
∵平面ACD⊥平面Q,∴AF⊥平面Q.
在△ADF中,∠ADF=60°,AD=2,∴AF=2sin60°=
.
连接BF,于是∠ABF是AB和平面Q所成的角,
在△ABF为直角三角形,
∴sin∠ABF=
=
.∠ABF=arcsin
.
从点D作a的垂线与从点B作a的平行线相交于点C.
∴∠ABC等于AB和a所成的角,
∠ADC为两面角P-a-Q的平面角,
∴∠ADC=120°,
又AD=2,BCDE为矩形,∴CD=BE=4.
连接AC,由余弦定理得AC2=AD2+CD2-2AD•CDcos∠ADC=22+42-2×2×4×cos120°=28.
∴AC=2
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又∵AD⊥a,CD⊥a,∴a⊥平面ACD,
∵BC∥a,∴BC⊥平面ACD,
∴BC⊥AC.
在直角△ABC中,sin∠ABC=
AC |
AB |
| ||
5 |
∴∠ABC=arcsin
| ||
5 |
(2)在△ACD所在的平面内,作AF⊥CD交CD的延长线于点F.
∵平面ACD⊥平面Q,∴AF⊥平面Q.
在△ADF中,∠ADF=60°,AD=2,∴AF=2sin60°=
3 |
连接BF,于是∠ABF是AB和平面Q所成的角,
在△ABF为直角三角形,
∴sin∠ABF=
AF |
AB |
| ||
10 |
| ||
10 |
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