(20) (本小题满分12分, (Ⅰ)小问4分, (Ⅱ)小问8分)已知直三棱柱 1 1 1ABC A B C-
中, $4AB=$, $3AC BC= =$,D为 AB的中点。 (Ⅰ)求异面直线1CC和 AB的距离;
(Ⅱ) 若$1 1AB A C^$, 求二面角1 1A CD B- -的平面角的余弦值。
: (Ⅰ) (Ⅱ)13
2012_退役省自主命题 (2012·文)
(20) (本小题满分12分, (Ⅰ)小问4分, (Ⅱ)小问8分)已知直三棱柱 1 1 1ABC A B C-
中, $4AB=$, $3AC BC= =$,D为 AB的中点。 (Ⅰ)求异面直线1CC和 AB的距离;
(Ⅱ) 若$1 1AB A C^$, 求二面角1 1A CD B- -的平面角的余弦值。
: (Ⅰ) (Ⅱ)13
用 3 道相关题确认基础和中等变式会到哪一步。
【答案】 : (Ⅰ) (Ⅱ)13
【解析】 : (Ⅰ)如答(20)图1,因$AC=BC$,D为AB的中点,故
$CD ^AB$。又直三棱柱中, $1CC^$ 面 ABC ,故 $1CDCC^$ ,
所以异面直线 1CC 和AB的距离为 $2 2CD= 5BC BD- =$
(Ⅱ) :由 $1CD ,CD ,AB BB^ ^$故$CD^$ 面 1 1A ABB ,从而 $1CDDA^$ , $1CDDB^$
故 1 1A DBÐ 为所求的二面角 1 1A CD B- -的平面角。
因 1A D是 1A C在面 1 1A ABB上的射影,又已知 $1 1C,AB A^$ 由三垂线定理的逆定理得
$1 1D,AB A^$从而 1 1A ABÐ, 1A DAÐ都与 1B ABÐ互余,因此 1 1 1A AB A DAÐ = Ð,所以
1Rt A ADV≌ 1 1Rt B A AV,因此 $1 1 11AA A BAD AA=$得 $21 1 18AA AD A B=$ × =
从而 $2 21 1 1 1= 2 3, 2 3A D AA AD B D A D+ = = =$
所以在 1 1A DBV中,由余弦定理得
$2 2 21 1 1 11 11 11cos2 3A D DB A BA DBA D DB+ -= =$×