(5分)直三棱柱 A B C-A_ 1 B_ 1 C_ 1…——2014 高考数学第 11 题答案解析

2014_新课标 II 卷 (2014·理)

2014 全国 第 11 题 单选题 区分题
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11.(5分)直三棱柱 $A B C-A_{1} B_{1} C_{1}$ 中,$\angle B C A=90^{\circ}, M, N$ 分别是 $A_{1} B_{1}, A_{1} C_{1}$ 的中点, $\mathrm{BC}=\mathrm{CA}=\mathrm{CC}_{1}$ ,则 BM 与 AN 所成角的余弦值为( )

A. $\frac{1}{10}$
B. $\frac{2}{5}$
C. $\frac{\sqrt{30}}{10}$
D. $\frac{\sqrt{2}}{2}$
参考答案C

完整解析 · 逐步详解

【考点】LM:异面直线及其所成的角.
【专题】5F:空间位置关系与距离.
【分析】画出图形,找出BM与AN所成角的平面角,利用解三角形求出BM与AN所成角的余弦值.

【解答】解:直三棱柱 $A B C-A_{1} B_{1} C_{1}$ 中,$\angle B C A=90^{\circ}, M, N$ 分别是 $A_{1} B_{1}, A_{1} C_{1}$ 的中点,如图:$B C$ 的中点为 $O$ ,连结 $O N$ ,
$M N \frac{\| 1}{2} B_{1} C_{1}=O B$ ,则 $M N O B$ 是平行四边形,$B M$ 与 $A N$ 所成角就是 $\angle A N O$ ,
$\because \mathrm{BC}=\mathrm{CA}=\mathrm{CC}_{1}$,
设 $B C=C A=C C_{1}=2, \therefore C O=1, A O=\sqrt{5}, A N=\sqrt{5}, M B=\sqrt{B_{1} M^{2}+{B B_{1}}^{2}}=\sqrt{(\sqrt{2})^{2}+2^{2}}= \sqrt{6}$,

在 $\triangle \mathrm{ANO}$ ,由余弦定理可得: $\cos \angle \mathrm{ANO}=\frac{\mathrm{AN}^{2}+\mathrm{NO}^{2}-\mathrm{AO}^{2}}{2 \mathrm{AN} \cdot \mathrm{NO}}=\frac{6}{2 \times \sqrt{5} \times \sqrt{6}}=\frac{\sqrt{30}}{10}$ .
故选:C.

【点评】本题考查异面直线对称角的求法,作出异面直线所成角的平面角是解题的关键,同时考查余弦定理的应用。

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