(5分)已知正四面体ABCD中,E是AB的中点,则异面直线…——2014 高考数学第 4 题答案解析

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2014 全国 第 4 题 解答题 区分题
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4.(5分)已知正四面体ABCD中,E是AB的中点,则异面直线CE与BD所成角的余弦值为(  )A $\frac { 1 } { 6 }$ B $\frac { \sqrt { 3 } } { 6 }$ C $\frac 1 3$ D $\frac { \sqrt { 3 } } { 3 }$

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B

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【考点】LM:异面直线及其所成的角

【专题】5G:空间角

【分析】由E为AB的中点,可取AD中点F,连接EF,则∠CEF为异面直线CE与BD所成角,设出正四面体的棱长,求出 $\triangle C E F$ 的三边长,然后利用余弦定理求解异面直线CE与BD所成角的余弦值

【解答】解:如图,

取AD中点F,连接EF,CF,

∵E为AB的中点,

∴EF∥DB,

则 $\angle C E F$ 为异面直线BD与CE所成的角,$\because A B C D$ 为正四面体,E,F分别为AB,AD的中点,

∴CE=CF

设正四面体的棱长为2a,

则 $\mathsf { E F } { = } \mathsf { a }$

$$ \mathsf { C E } = \mathsf { C F } = \sqrt { ( 2 \bar { \mathsf { a } } ) ^ { 2 } - \bar { \mathsf { a } } ^ { 2 } } = \sqrt { 3 } \bar { \mathsf { a } } \cdot $$

在 $\triangle C E F$ 中,由余弦定理得:

$$ \cos \angle C E F = \frac { C E ^ { 2 } + E F ^ { 2 } - C F ^ { 2 } } { 2 C E \cdot E F } = \frac { a ^ { 2 } } { 2 \times \sqrt { 3 } a ^ { 2 } } = \frac { \sqrt { 3 } } { 6 } . $$

故选:B

【点评】本题考查异面直线及其所成的角,关键是找角,考查了余弦定理的应用,是中档题

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