异面直线所成的角练习题
异面直线所成的角专题训练
异面直线所成的角专题训练1.在正方体ABCD-A1B1C1D1中，异面直线AC和XXX所成的角为多少度？答案：90度。
2.在正方体ABCD-A1B1C1D1中，AB的中点M，DD1的中点N，则异面直线B1M与CN所成的角是多少度？答案：60度。
3.在正方体ABCD-A1B1C1D1中，E为线段AC的中点，则异面直线DE与B1C所成角的大小为多少度？答案：无法确定，题目中缺少信息。
4.在三棱锥ABC-A1B1C1中，底面为正三角形，侧棱垂直于底面，AB=4，AA1=6.若E是棱BB1上的点，且BE=B1E，则异面直线A1E与AC1所成角的余弦值为多少？答案：1/3.5.在三棱锥P-ABC中，△ABC为等边三角形，△PAC为等腰直角三角形，PA=PC=4，平面PAC⊥平面ABC，D为AB的中点，则异面直线AC与PD所成角的余弦值为多少？答案：-1/2.6.在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中，M和N分别为A1B1和BB1的中点，直线AM与CN所成角的余弦值是多少？答案：-3/5.7.在直三棱柱ABC-A1B1C1中，AC⊥BC，且CA=CC1=10，则直线B1C与直线AB1所成角的余弦值为多少？答案：5/13.8.在直三棱柱ABC-A1B1C1中，AA1=2，A1B1=2，AB⊥BC，点M是AC1的中点，则异面直线MB与AA1所成角的余弦值为多少？答案：-1/3.9.正三棱锥A-PBC的侧棱两两垂直，D，E分别为棱PA，BC的中点，则异面直线PC与DE所成角的余弦值为多少？答案：-3/5.10.在正方体ABCD-A1B1C1D1中，点E为BC的中点，点F为B1C1的中点，则异面直线AF与C1D所成角的大小为多少度？答案：无法确定，题目中缺少信息。
中，ABCD是正方形，E是AD的中点，F是BC的中点，异面直线EF与AC所成的角的正弦值为(。
)A．12B．13C．23D．110.在正方体ABCD A1B1C1D1中，E是AD的中点，F是BC的中点，异面直线EF与直线AC所成的角的正切值为(。
空间角(异面直线所成角,线面角,二面角)
第四讲 空间角（异面直线所成角线面角二面角）A 组题一、选择题1.下面正确的序号是①两直线的方向向量所成的角就是两条直线所成的角.②直线的方向向量和平面的法向量所成的角就是直线与平面所成的角. ③两个平面的法向量所成的角是这两个平面所成的角.④两异面直线夹角的范围是(00,90⎤⎦，直线与平面所成角的范围是0090⎡⎤⎣⎦，，二面角的范围是[0，1800] ( ).A.①B.②C.③D.④【答案】D【解析】对于①，因为两异面直线夹角的范围是(00,90⎤⎦，而两直线的方向向量所成的角可能为钝角. 所以①错. 对于②，直线的方向向量和平面的法向量所成的角是直线与平面所成的角或其补角. 所以②错.对于③，两个平面的法向量所成的角是这两个平面所成的角是这两个平面所成的角或其补角. 所以③错. 故选D .2.如图，在正方体ABCD －A′B′C′D′中，AB 的中点为M ，DD′的中点为N ，则异面直线B′M 与C N 所成的角是( ). A.90° B.75° C.60° D.45°【答案】A【解析】取AA′的中点Q ，连接QN ，B Q ，且B Q 与B′M 相交于点H ，则QN 綉AD 綉BC ，从而有四边形NQ BC 为平行四边形，所以N C ∥Q B ，则有∠B′H B 为异面直线B′M 与C N 所成的角. 又∵B′B ＝BA ，∠B′B M ＝∠BA Q ＝90°，B M ＝A Q ，∴△B′B M ≌△BA Q ， ∴∠M B′B ＝∠Q B M .而∠B′M B ＋∠M B′B ＝90°，从而∠B′M B ＋∠Q B M ＝90°，∴∠MH B ＝90°.故选A. 3.如图，在四棱锥P －ABCD 中，∠ABC ＝∠BAD ＝90°，BC ＝2AD ，△P AB 和△P AD 都是等边三角形，则异面直线CD 与P B 所成角的大小为( ) A.90° B.75° C.60° D.45°【答案】 A【解析】如图，过点B 作直线B E ∥CD ，交DA 的延长线于点E ，连接PE .∴∠P B E (或其补角)是异面直线CD 与P B 所成角.∵△P AB 和△P AD 都是等边三角形，∴∠P AD ＝60°，DA ＝P A ＝AB＝P B ＝A E ，∴∠P A E ＝120°.设P A ＝AB ＝P B ＝A E ＝a ，则PE .又∠ABC ＝∠BAD ＝90°，∴∠BA E ＝90°，∴B E a ，∴在△P B E 中，P B 2＋B E 2＝PE 2，∴∠P B E ＝90°.即异面直线CD 与P B 所成角为90°.故选A.4.已知直四棱柱ABCD －A 1B 1C 1D 1中，底面ABCD 为正方形，AA 1＝2AB ，E 为AA 1的中点，则异面直线B E 与CD 1所成角的余弦值为( )B.15 D.35【答案】C【解析】如图，连接BA 1,因为BA 1∥CD 1，所以∠E B A 1是异面直线B E 与CD 1所成角，设AB ＝1,则111,EB A E A B ===,作EF ⊥BA 1, 11A E AB EF A B ⋅==FB =∠E B A 1.选C.5. 如图，三棱锥P —ABC 中， P C ⊥平面ABC ，P C ＝AC ＝2，AB ＝BC ，D 是P B 上一点，且CD ⊥平面P AB, 则异面直线A P 与BC 所成角的大小； A.90°B. 60°C. 75°D.45°【答案】B【解法】∵P C ⊥平面ABC ，⊂A B 平面ABC ， ∴P C ⊥AB ．∵CD ⊥平面P AB ，⊂A B 平面P AB ， ∴CD ⊥AB ．又C CD PC = ， ∴AB ⊥平面P CB ．过点A 作A F //BC ，且A F ＝BC ，连结PF ，C F ． 则 PAF ∠为异面直线P A 与BC 所成的角．由（Ⅰ）可得AB ⊥BC ，∴C F ⊥A F ，得PF ⊥A F ．则A F ＝C F ＝2，PF ＝6 CF PC 22=+，在PFA Rt ∆中， tan ∠P A F ＝26AFPF=＝3，∴异面直线P A 与BC 所成的角为60°．选B.6. 如图,正方形ABCD 所在平面与正方形，AB EF 所在平面成60ο角,求异面直线AD 与B F 所成角的余弦值. A.42 B.2C. 3D.【答案】A 【解析】∵CB ∥AD, ∴∠CB F 为异面直线AD 与B F 所成的角.连接C F 、C E 设正方形ABCD 的边长为α,则B F ＝a 2∵CB ⊥AB, E B ⊥AB ∴∠C E B 为平面ABCD 与平面AB EF所成ABC DPE F的角,∴∠CB E ＝∠60ο ∴C E ＝a F C ＝a 2 ,∴cos ∠CB F ＝42,选A. 7. 如图，已知棱柱1111D C B A ABCD -的底面是菱形，且⊥1AA 面ABCD ， 60=∠DAB ，1AA AD =，F 为棱1AA 的中点，M 为线段1BD 的中点，则面1BFD 与面ABCD 所成二面角的大小． A ．30° B ．45° C ．60° D ．90°【答案】C【解析】 底面是菱形， BD AC ⊥∴ 又⊥B B 1 面ABCD ，⊂AC 面ABCD B B AC 1⊥∴，⊥∴AC 面11B BDD 又AC MF // ⊥∴MF 面11B BDD 延长F D 1、DE 交于点E ，F 是A A 1的中点且ABCD 是菱形AB AE DA ==∴ 又 60=∠DAB 90=∠∴DBE ∴BE B D ⊥1 BD D 1∠∴为所求角 在菱形ABCD 中， 60=∠DAB BD BC 3=∴ 3t a n 11==∠BDDD BD D 601=∠∴BD D ,选C .8.在一个45°的二面角的一个面内有一条直线与二面角的棱成45°，则此直线与二面角的另一个面所成的角为( ) A ．30° B ．45° C ．60° D ．90° 【答案】A【解析】如图，二面角α－l －β为45°，β，且与棱l 成45°角，过A 作A O ⊥α于O ，作A H ⊥l 于H .连接OH 、O B ，则∠A HO 为二面角α－l －β的平面角，∠AB O 为AB 与平面α所成角．不妨设A HRt △A OH 中，易得A O ＝1；在Rt △AB H 中，易得AB ＝2.故在Rt △AB O 中，sin ∠AB O ＝12AO AB =，∴∠AB O ＝30°，为所求线面角．选A. 二、填空题9. 如图所示，在正四面体S －ABC 中，D 为S C 的中点，则BD 与S A所成角的余弦值是A BC DA 1B 1C 1D 1F MOE________．【解析】取AC 中点E ，连接D E ，B E ，则BD 与D E 所成的角即为BD 与S A 所成的角．设S A ＝a ，则BD ＝B Ea ，D E ＝2a .由余弦定理知cos ∠BD E.10. 如图，在正四棱柱1111D C B A ABCD -中，底面ABCD 的边长为3，1BD 与底面所成角的大小的正切为23，则该正四棱柱的高等于____________．【答案】【解析】由题意得11122tan 33DD DBD DD BD ∠===⇒=. 11. A 、B 是直二面角α－l －β的棱l 上的两点，分别在α，β内作垂直于棱l 的线段AC ，BD ，已知AB ＝AC ＝BD ＝1，那么CD 的长为【解析】如图，由于此题的二面角是直角，且线段AC ，BD 分别在α，β内垂直于棱l ，AB ＝AC ＝BD ＝1，作出以线段AB ，BD ，AC 为棱的正方体，CD 即为正方体的对角线，由正方体的性质知，CD三、解答题 12. 如图，三棱锥P —ABC 中， P C ⊥平面ABC ，P C ＝AC ＝2，AB ＝BC ，D 是P B 上一点，且CD ⊥平面P AB ．(1) 求证：AB ⊥平面P CB ；(2 求异面直线A P 与BC 所成角的大小；（3π） 【解析】(1) ∵P C ⊥平面ABC ，⊂A B 平面ABC ，BDPE∴P C ⊥AB ．∵CD ⊥平面P AB ，⊂A B 平面P AB ， ∴CD ⊥AB ．又C CD PC = ， ∴AB ⊥平面P CB ．(2) 过点A 作A F //BC ，且A F ＝BC ，连结PF ，C F ．则 PAF ∠为异面直线P A 与BC 所成的角．由（Ⅰ）可得AB ⊥BC ，∴C F ⊥A F ．由三垂线定理，得PF ⊥A F ．则A F ＝C F ＝2，PF ＝6 CF PC 22=+，在PFA Rt ∆中， tan ∠P A F ＝26AF PF =＝3， ∴异面直线P A 与BC 所成的角为3π．13.如图所示，在多面体111A B D DCBA 中，四边形11AA B B，11,ADD A ABCD均为正方形，点E 为11B D的中点，过点1A ，D ，E 的平面交1CD 于点F .（1）求证：1//EF B C ；(2)求二面角11EA DB ﹣﹣余弦值.【解析】（1）证明：由题可得1//AD B C ，又因为1A D ⊄平面11B CD ，1B C ⊂平面11B CD ，所以1//A D 平面11B CD ．又平面1A DEF平面11B CD EF =，所以1//A D EF ．又因为11//A D B C ，所以1//EF B C ．（2）将原图形补全成正方体，如图所示，则平面1A CD 即为平面1A EFD ，所以求二面角11E A D B --的余弦值可以转化为求二面角111C A D B --的余弦值。
异面直线所成的角
如图所示, 直四棱柱的侧棱长为, 底面是边长, 的矩形,为的中点,(1)求证: 平面,(2)求异面直线与所成的角的大小(结果用反三角函数表示).证明：(1)由,平面,即DE垂直于平面EBC中两条相交直线,因此DE平面EBC,(2) 由, 则即为所求异面直线的夹角(或其补角),由平面, 得,即为直角三角形,,因此已知三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱与底面边长都相等，A1在底面ABC上的射影D为BC 的中点，则异面直线AB 与CC1所成的角的余弦值为[ ]A．B．C．D．解：（1）连接CM，∵正方形ABCD中，M为AB中点，且边长为1，∴△BCM的面积为S=S正方形ABCD=又∵CC1⊥平面ABCD，∴CC1是三棱锥C1-MBC的高，∴三棱锥C1-MBC的体积为：V C1-MBC=××2=；（2）连接BC1∵CD∥AB，∴∠C1MB（或其补角）为异面直线CD与MC1所成的角．∵AB⊥平面B1C1CB，BC1?平面B1C1CB，∴AB⊥BC1Rt△MC1B中，BC1==，MB=AB=∴tan∠C1MB==所以异面直线CD与MC1所成角为arctan。
．．．．BAC=，，PA=2，求：（1）三棱锥P-ABC的体积；（2）异面直线BC与AD所成的角的大小（结果用反三角函数值表示）。
解：（1）∵∠BAC=，AB=2，，∴S△ABC=×2×=又∵PA⊥底面ABC，PA=2∴三棱锥P-ABC的体积为：V=×S△ABC×PA=；（2）取BC中点E，连接AE、DE，∵△PBC中，D、E分别为PC、PB中点∴DE∥BC，所以∠ADE（或其补角）是异面直线BC、AD所成的角．∵在△ADE中，DE=2，AE=，AD=2∴cos∠ADE==，可得∠ADE=arccos（锐角）因此，异面直线BC与AD所成的角的大小arccos。
已知正方形中，分别为，的中点，那么异面直线与所成角的余弦值为（）。
必修二第04讲 空间角(异面直线所成角、线面角、二面角)
第四讲 空间角（异面直线所成角线面角二面角）A 组题一、选择题1.下面正确的序号是①两直线的方向向量所成的角就是两条直线所成的角.②直线的方向向量和平面的法向量所成的角就是直线与平面所成的角. ③两个平面的法向量所成的角是这两个平面所成的角.④两异面直线夹角的范围是(00,90⎤⎦，直线与平面所成角的范围是0090⎡⎤⎣⎦，，二面角的范围是[0，1800] ( ).A.①B.②C.③D.④【答案】D【解析】对于①，因为两异面直线夹角的范围是(00,90⎤⎦，而两直线的方向向量所成的角可能为钝角. 所以①错. 对于②，直线的方向向量和平面的法向量所成的角是直线与平面所成的角或其补角. 所以②错.对于③，两个平面的法向量所成的角是这两个平面所成的角是这两个平面所成的角或其补角. 所以③错. 故选D .2. (人教A 必修2习题改编)如图，在正方体ABCD －A′B′C′D′中，AB 的中点为M ，DD′的中点为N ，则异面直线B′M 与C N 所成的角是( ). A.90° B.75° C.60° D.45°【答案】A【解析】取AA′的中点Q ，连接QN ，B Q ，且B Q 与B′M 相交于点H ，则QN 綉AD 綉BC ，从而有四边形NQ BC 为平行四边形，所以N C ∥Q B ，则有∠B′H B 为异面直线B′M 与C N 所成的角. 又∵B′B ＝BA ，∠B′B M ＝∠BA Q ＝90°，B M ＝A Q ，∴△B′B M ≌△BA Q ， ∴∠M B′B ＝∠Q B M .而∠B′M B ＋∠M B′B ＝90°，从而∠B′M B ＋∠Q B M ＝90°，∴∠MH B ＝90°.故选A. 3.如图，在四棱锥P －ABCD 中，∠ABC ＝∠BAD ＝90°，BC ＝2AD ，△P AB 和△P AD 都是等边三角形，则异面直线CD 与P B 所成角的大小为( ) A.90° B.75° C.60° D.45°【答案】 A【解析】如图，过点B 作直线B E ∥CD ，交DA 的延长线于点E ，连接PE .∴∠P B E (或其补角)是异面直线CD 与P B 所成角.∵△P AB 和△P AD 都是等边三角形，∴∠P AD ＝60°，DA ＝P A ＝AB ＝P B ＝A E ，∴∠P A E ＝120°.设P A ＝AB ＝P B ＝A E ＝a ，则PE ＝3a .又∠ABC ＝∠BAD ＝90°，∴∠BA E ＝90°，∴B E ＝2a ，∴在△P B E 中，P B 2＋B E 2＝PE 2，∴∠P B E ＝90°.即异面直线CD 与P B 所成角为90°.故选A.4.已知直四棱柱ABCD －A 1B 1C 1D 1中，底面ABCD 为正方形，AA 1＝2AB ，E 为AA 1的中点，则异面直线B E 与CD 1所成角的余弦值为( )A.1010B.15C.31010D.35【答案】C【解析】如图，连接BA 1,因为BA 1∥CD 1，所以∠E B A 1是异面直线B E 与CD 1所成角，设AB ＝1,则112,1,5EB A E A B ===,作EF ⊥BA 1, 115A E AB EF A B ⋅==35FB =∠E B A 1310.选C.5. 如图，三棱锥P —ABC 中， P C ⊥平面ABC ，P C ＝AC ＝2，AB ＝BC ，D 是P B 上一点，且CD ⊥平面P AB, 则异面直线A P 与BC 所成角的大小； A.90°B. 60°C. 75°D.45°ABC DPE F【答案】B【解法】∵P C ⊥平面ABC ，⊂A B 平面ABC ， ∴P C ⊥AB ．∵CD ⊥平面P AB ，⊂A B 平面P AB ， ∴CD ⊥AB ．又C CD PC = ， ∴AB ⊥平面P CB ．过点A 作A F //BC ，且A F ＝BC ，连结PF ，C F ． 则 PAF ∠为异面直线P A 与BC 所成的角．由（Ⅰ）可得AB ⊥BC ，∴C F ⊥A F ，得PF ⊥A F ．则A F ＝C F ＝2，PF ＝6 CF PC 22=+，在PFA Rt ∆中， tan ∠P A F ＝26AFPF=＝3，∴异面直线P A 与BC 所成的角为60°．选B.6. 如图,正方形ABCD 所在平面与正方形，AB EF 所在平面成60ο角,求异面直线AD 与B F 所成角的余弦值. A.42 B. 22 C. 23 D.3【答案】A 【解析】∵CB ∥AD, ∴∠CB F 为异面直线AD 与B F 所成的角.连接C F 、C E 设正方形ABCD 的边长为α,则B F ＝a 2∵CB ⊥AB, E B ⊥AB ∴∠C E B 为平面ABCD 与平面AB EF 所成的角,∴∠CB E ＝∠60ο ∴C E ＝a F C ＝a 2 ,∴cos ∠CB F ＝42,选A. 7. 如图，已知棱柱1111D C B A ABCD -的底面是菱形，且⊥1AA 面ABCD ， 60=∠DAB ，1AA AD =，F 为棱1AA 的中点，M 为线段1BD 的中点，则面1BFD 与面ABCD 所成二面角的大小． A ．30° B ．45° C ．60° D ．90°【答案】C【解析】 底面是菱形， BD AC ⊥∴ 又⊥B B 1 面ABCD ，⊂AC 面ABCD B B AC 1⊥∴，⊥∴AC 面11B BDD 又AC MF // ⊥∴MF 面11B BDD 延长F D 1、DE 交于点E ，F 是A A 1的中点且ABCD 是菱形AB AE DA ==∴ 又 60=∠DAB 90=∠∴DBE ∴BE B D ⊥1 BD D 1∠∴为所求角 在菱形ABCD 中， 60=∠DAB BD BC 3=∴ 3tan 11==∠BDDD BD D 601=∠∴BD D ,选C .8.在一个45°的二面角的一个面内有一条直线与二面角的棱成45°，则此直线与二面角的另一个面所成的角为( ) A ．30° B ．45° C ．60° D ．90° 【答案】A【解析】如图，二面角α－l －β为45°，AB β，且与棱l 成45°角，过A 作A O ⊥α于O ，作A H ⊥l 于H .连接OH 、O B ，则∠A HO 为二面角α－l －β的平面角，∠AB O 为AB 与平面α所成角．不妨设A H ＝2，在Rt △A OH 中，易得A O ＝1；在Rt △AB H 中，易得AB ＝2.故在Rt △AB O 中，sin ∠AB O ＝12AO AB =，∴∠AB O ＝30°，为所求线面角．选A. 二、填空题9. 如图所示，在正四面体S －ABC 中，D 为S C 的中点，则BD 与S A 所成角的余弦值是________．A BC DA 1B 1C 1D 1FMOE【答案】36【解析】取AC 中点E ，连接D E ，B E ，则BD 与D E 所成的角即为BD 与S A 所成的角．设S A ＝a ，则BD ＝B E ＝32a ，D E ＝2a .由余弦定理知cos ∠BD E ＝36.10. 如图，在正四棱柱1111D C B A ABCD -中，底面ABCD 的边长为3，1BD 与底面所成角的大小的正切为23，则该正四棱柱的高等于____________．【答案】22【解析】由题意得111122tan 223332DD DD DBD DD BD ∠==⇒=⇒=. 11. A 、B 是直二面角α－l －β的棱l 上的两点，分别在α，β内作垂直于棱l 的线段AC ，BD ，已知AB ＝AC ＝BD ＝1，那么CD 的长为【答案】3【解析】如图，由于此题的二面角是直角，且线段AC ，BD 分别在α，β内垂直于棱l ，AB ＝AC ＝BD ＝1，作出以线段AB ，BD ，AC 为棱的正方体，CD 即为正方体的对角线，由正方体的性质知， 222=1+1+1=3CD . 故填3．三、解答题12. 如图，三棱锥P —ABC 中， P C ⊥平面ABC ，P C ＝AC ＝2，AB ＝BC ，D 是P B 上一点，且CD ⊥平面P AB ．(1) 求证：AB ⊥平面P CB ；(2 求异面直线A P 与BC 所成角的大小；（3π） 【解析】(1) ∵P C ⊥平面ABC ，⊂A B 平面ABC ，∴P C ⊥AB ．∵CD ⊥平面P AB ，⊂A B 平面P AB ，P∴CD ⊥AB ．又C CD PC = ， ∴AB ⊥平面P CB ．(2) 过点A 作A F //BC ，且A F ＝BC ，连结PF ，C F ．则 PAF ∠为异面直线P A 与BC 所成的角．由（Ⅰ）可得AB ⊥BC ，∴C F ⊥A F ．由三垂线定理，得PF ⊥A F ．则A F ＝C F ＝2，PF ＝6 CF PC 22=+，在PFA Rt ∆中， tan ∠P A F ＝26AF PF =＝3， ∴异面直线P A 与BC 所成的角为3π．13.（2015安徽）如图所示，在多面体111A B D DCBA中，四边形11AA B B ，11,ADD A ABCD均为正方形，点E 为11B D的中点，过点1A ，D ，E 的平面交1CD 于点F .（1）求证：1//EF B C ；(2)求二面角11EA DB ﹣﹣余弦值.【解析】（1）证明：由题可得1//AD B C ，又因为1A D ⊄平面11B CD ，1B C ⊂平面11B CD ，所以1//A D 平面11B CD ．又平面1A DEF平面11B CD EF =，所以1//A D EF ．又因为11//A D B C ，所以1//EF B C ．（2）将原图形补全成正方体，如图所示，则平面1A CD 即为平面1A EFD ，所以求二面角11E A D B --的余弦值可以转化为求二面角111C A D B --的余弦值。
异面直线所成的角经典例题
异面直线所成的角经典例题在正方体ABCD-ABCD中，求异面直线BA1和CC1所成的角。
解：首先找到两条直线的方向向量，BA1的方向向量为(-1,1,0)，CC1的方向向量为(0,1,-1)。
它们的夹角余弦值为：cosθ = (-1,1,0)·(0,1,-1) / √2√2 = -1/2所以异面直线BA1和CC1所成的角的余弦值为-1/2.求异面直线BA(3)AC和BD1和CB1所成的角。
解：这个问题有些问题，因为没有给出异面直线的具体定义。
不过我们可以求出两条直线之间的夹角余弦值。
BA(3)的方向向量为(-1,1,1)，AC的方向向量为(-1,0,1)，它们的夹角余弦值为：cosθ = (-1,1,1)·(-1,0,1) / √3√2 = -1/√6BD1的方向向量为(-1,-1,2)，CB1的方向向量为(1,-1,2)，它们的夹角余弦值为：cosθ = (-1,-1,2)·(1,-1,2) / √6√6 = 0所以求出的两个角的余弦值分别为-1/√6和0.若E为AD中点，求异面直线EC1和CB所成的角。
解：EC1的方向向量为(1,-1,-1)，CB的方向向量为(1,0,-1)，它们的夹角余弦值为：cosθ = (1,-1,-1)·(1,0,-1) / √3√2 = -1/√6所以异面直线EC1和CB所成的角的余弦值为-1/√6.若M,N分别为AB1和BB的中点，求AM和CN所成的角的余弦值。
解：AM的方向向量为(1,-1,0)，CN的方向向量为(0,-1,1)，它们的夹角余弦值为：cosθ = (1,-1,0)·(0,-1,1) / √2√2 = -1/2所以AM和CN所成的角的余弦值为-1/2.在四面体A-BCD中，E，F分别为AD,BC上的点，且AE=BF=1，已知AB=CD=3,EF=7/4，求异面直线AB和CD所成的角。
解：首先计算出EF的方向向量，EF的长度为7/4，所以EF的方向向量为(3/7,-4/7,0)。
异面直线所成角练习
1如图，在正方体ABCD- A 1B 1C 1D 1中，异面直线AD 与BC i 所成的角为 A. 30°B . 45°C . 60° D. 90【答案】D 【解析】试题分析：如图所示，连接BC,则 B i C// A i D, BidBC ，二 A i D 丄BG ,A AD 与 BC 所成的角为 90° 故选：D. 考点：异面直线及其所成的角2.已知平行六面体 ABCD - A i BCD 中，底面 ABCD 是边长为 二/A i AD=i20°,则异面直线AG 与AD 所成角的余弦值（ i 的正方形， ）AA = 2,Z A i AB A.丄BC远DS03755【答案】B【解析】UUL r uur r uLur ruuuu r r r uuuu r r 试题分析： 设向量AB a,AD b,AA c ,则 AC i a b c,AD b c ,uuuu — I UULW L AC i V 2, A i D J 7 , uuuu uum cuun uuuu AC i AD cos AC i , A i D uuuu||uuuoAC i H AD考点：空间向量的集合运算及数量积运算3.正方体ABCD A , B i C i D i 中，E, F,G,H 分别是AR , AB , BB 「BG 的中点，则直线EF 与 GH 所成的角是（ ）A. 30° B . 45° C . 60°D . 90°【答案】C 【解析】试题分析：由三角形中位线可知 EF PAB,GH PBC 1，所以异面直线所成角为 ABG ，大小为60°考点：异面直线所成角在正方体ABCD A 1B 1C i D i 中，E 是BiG 的中点，则异面直线DC i 与BE 所成角的余弦值4. 2.5 5【答案】 【解析】 试题分析：取 A.2,5 5BC 中点F ，连结FD , FC i ，则DC i F 为异面直线所成角，设边长为 2,考点：异面直线所成角5•如图，正四棱柱ABCD A BCD中（底面是正方形，侧棱垂直于底面）,AA 3AB , 则异面直线AB与AD 所成角的余弦值为（）A、9 B 4、—C 、—D、310 5 10 5【答案】A【解析】试题分析：连结BC'，异面直线所成角为A'BC'，设AB 1 ,在A'BC'中AC ' .2, A'B BC'考点：异面直线所成角6.点P在正方形ABCD所在平面外，PA丄平面ABCD , PA AB，则PB与AC所成的角是A. 60 B . 90 C . 45 D . 30【答案】A【解析】试题分析：作出空间几何体如下图所示：设正方形的边长为2，所以PB与AC所成的角就是FEA，由题意可知：EF AE AF 2，所以FEA 60 .考点：异面直线的位置关系.所成角的余弦值为（）A. —B. —C.6 6【答案】A【解析】GF 5,DC1.8, DF 5 cos DC1F7.如图所示，在棱长为1的正方体ABCD ABGD i中，M是棱CD的中点，则AM与DC1卫D. ^010 105试题分析：以D为原点，分别以DA,DC,DD i为x, y,z轴的正半轴建立空间直角坐标系1D- xyz ，由棱长为1 ，贝U D(0,0,0), A,(1,0,1),M (0, — ,0), G(0,1,1), 所以2考点：空间向量所成角的余弦值AB1GD1中，E、F分别为AB、BC中点，则异面直线EF与AR所成角的余弦值为A. B .逼 C . D . 12 3 2 2【答案】D【解析】B1C贝U B1AC即为所成的角。
14.2异面直线所成的角练习题
14.2异面直线所成角异面直线的取值范围：一．选择题：1．直线a , b 是异面直线是指① a ∩b =∅, 且a 与b 不平行；② a ⊂面α，b ⊂面β，且平面α∩β=∅；③ a ⊂面α，b ⊂面β，且a ∩b =∅；④ 不存在平面α，能使a ⊂α且b ⊂α成立。
上述结论正确的有 （A ）①④ （B ）②③ （C ）③④ （D ）②④ 2．直线a , b 都垂直于直线l ，则直线a , b 的位置关系是 （A ）平行 （B ）相交 （C ）异面 （D ）三种可能都有3.两条直线a , b 异面垂直，两条直线b , c 也异面垂直，则a , c 的位置关系是 （A ）平行 （B ）相交、异面 （C ）平行、异面 （D ）相交、平行、异面4.图，在正方体1111ABCD A B C D -中，异面直线1A D 与1BC 所成的角为A ．30°B ．45°C ．60°D ．90°5.方体1111ABCD A B C D -中，,,,E F G H 分别是1AA ,AB ,1BB ,11B C 的中点，则直线EF 与GH 所成的角是（ ）A ．30° B．45° C．60° D．90°6.正方体1111ABCD A B C D -中，E 是11B C 的中点，则异面直线1DC 与BE 所成角的余弦值为（ ）A ．25 B ．10 C ．510- D ．25- 7.正方体1111D C B A ABCD -中，F E 、分别为BC AB 、中点，则异面直线EF 与1AB 所成角的余弦值为 A ．23 B ．33 C ．22 D ．21 8.图，正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中，AB 的中点为M ，DD 1的中点为N ，则异面直线B 1M 与CN 所成的角是（ ） A. ο0 B. ο45 C. ο60 D. ο90B 1C 1CBDA 1D 1 AEF B 1C 1CBDA 1 D 1AE F9．在正方体1111D C B A ABCD -中，F E ,分别是棱11,AA CC 的中点． 则下面直线的位置关系是： （1）1AD 与BC ： ； （2）1FD 与CE ： ； （3）EF 与1BD ： ； （4）AB 与11C A ： ．10.如右图所示的正方体中，E 是A′D′的中点，F 是B ′C ′的中点 (1)求直线BA′和CC′所成的角的大小； (2)求直线AE 和CC′所成的角的正切值； (3)求直线AE 和BA′所成的角的余弦值11.在长方体方体1111D C B A ABCD -中，AB=2,BC=1, 21=AA F E ,分别是棱11,D A AB 的中点．求：（1）异面直线E B 1与11C D 所成的角；（2）异面直线1EB 与AF 所成的角．B 'A 'ABC 'D 'CD FE。
高中数学线面角与线线角例题、习题-学生
线面角与线线角专练（小练习一）【知识网络】1、异面直线所成的角：（1）范围：(0,]2πθ∈；（2）求法；2、直线和平面所成的角：（1）定义：（2）范围：[0,90]；（3）求法；【典型例题】例1：（1）在正方体1111ABCD A BC D -中，下列几种说法正确的是 （ ）A 、11AC AD ⊥B 、11DC AB ⊥ C 、1AC 与DC 成45角D 、11AC 与1BC 成60角（2）在正方体AC 1中，过它的任意两条棱作平面，则能作得与A 1B 成300角的平面的个数为 （ ）A 、2个B 、4个C 、6个D 、8个（3）正六棱柱ABCDEF －A 1B 1C 1D 1E 1F 1底面边长是1，2则这个棱柱的侧 面对角线E 1D 与BC 1所成的角是 （ ）A ．90ºB ．60ºC ．45ºD ．30º（4）在空间四边形ABCD 中，AB ⊥CD ，BC ⊥DA ，那么对角线AC 与BD 的位置关系是 。
（5）点AB 到平面α距离距离分别为12，20，若斜线AB 与α成030的角，则AB 的长等于__ ___.例2：．如图：已知直三棱柱ABC —A 1B 1C 1，AB ＝AC ，F 为棱BB 1上一点，BF ∶FB 1＝2∶1，BF ＝BC ＝2a 。
（I ）若D 为BC 的中点，E 为AD 上不同于A 、D 的任意一点，证明EF ⊥FC 1；（II ）试问：若AB ＝2a ，在线段AD 上的E点能否使EF 与平面BB 1C 1C 成60°角，为什么？证明你的结论。
例3： 如图, 四棱锥P-ABCD 的底面是AB=2, BC =2的矩形, 侧面PAB 是等边三角形, 且侧面PAB ⊥底面ABCD.(Ⅰ)证明:BC ⊥侧面PAB;(Ⅱ)证明: 侧面PAD ⊥侧面PAB;(Ⅲ)求侧棱PC 与底面ABCD 所成角的大小; A B C DPA B C H S M 线面角与线线角专练（小练习二）例4：设△ABC 内接于⊙O ，其中AB 为⊙O 的直径，PA ⊥平面ABC 。
异面直线所成的角
异面直线所成的角专题—异面直线所成的角求法异面直线所成角的大小，是由空间任意一点分别引它们的平行线所成的锐角（或直角）来定义的．准确选定角的顶点，平移直线构造三角形是解题的重要环节．本次课对此类题的解题方法做了一些归纳和总结，仅供参考．例1：在正方体ABCD -A 1BC 11D 1中，E , F 分别为AD , AA 1的中点 (1)求直线AB 1和CC 1所成角的大小 (2)求直线AB 1和EF 所成角的大小E ,F 分别为AB 和的中点，例2：在正方体ABCD -A 求异面直线B 1C 与EF 所1BC 11D 1中，成的大小一、异面直线的定义：把不同在任何一个平面内的两条直线叫异面直线（即既不相交也不平行的直线）; 从而空间中直线与直线的位置关系分三种：平行、相交、异面二、异面直线所成角的概念（画法）：如图，已知两条异面直线a , b ，经过空间任意一点O 作直线a ' //a , b ' //b ，我们把a ' 与b ' 所成的锐角（或直角）叫做异面直线a 与b 所成的角（或夹角）例3：如图:正四面体S －ABC 中，如果E ，F 分别是SC ，AB 的中点，求异面直线EF 与SA 所成的角Bθ角的取值范围：(00,900] 三、异面直线所成的角求解步骤：1. 恰当选点，作两条异面直线的平行线，构造平面角θ；2. 证明这个角θ就是异面直线所成角；3. 解三角形，求出所构造角θ的三角函数值，得出度数；异面直线所成的角求法简记为：一作、二证、三求；例4：如图，AB 和CD 是两条异面直线，AB =CD =3，AE BF 1=E , F 分别为线段AD , BC 上的点，且=, ED FC 2EF =7，求AB 和CD 所成的角。
异面直线测试题一．选择题：1．直线a , b 是异面直线是指① a ∩b =?, 且a 与b 不平行；② a ?面α，b ?面β，且平面α∩β=?；③ a ?面α，b ?面β，且a ∩b =?；④ 不存在平面α，能使a ?α且b ?α成立。
异面直线所成角详解
E
B
D
M F
C
平移法
㈡.利用平行线分线段成比例的推论平移 例3.空间四边形ABCD中，AB＝CD＝3，E、F分别是AD、BC上的点， 且AE∶ED＝BF∶FC＝1∶2，
EF＝ 7 ，求异面直线AB和CD所成的角
A
E M
B F
D C
平移法
㈢.利用平行四边形平移
例4.正方体AC1中若E、F分别为AB和BB1的中点， 求A1E与CF所成角的余弦
【求异面直线所成角的步骤】
（1)"作",即用"平移法"过空间一点作两条异面直线的平行线,平移过程多用 到中位线、平行四边形的性质,操作过程会因选择的构造角度不同出现角的位 置不同,常用方法如下: ①过一条直线上的点,作另一条直线的平行线.特别是某些特殊点处,例如"端 点"或"中点"处 （2)"证"即证明所作平面角符合异面直线所成的角或补角的定义 （3）"求"即通过解三角形,计算所作的角的大小
OB1与A1C1所成的角的度数为
900
B1 A1
C1 D1
D O
A
C B
平移法
在正四面体S-ABC中，SA⊥BC, E, F分别为SC、AB 的 中点，那么异面直线EF 与SA 所成的角等于（ B ）
(A)300
(B)450
(C)600
S
(D)900
E A
D
F
C
B
平移法
（解法二）
S
E
A
G
D C
F B
D (1)以E为特殊点
G.
E
C
B
F A
异面直线夹角习题及
1.长方体ABCD-A1B1C1D1中，AB=12,BC=3,AA1=4，N在A1B1上，且B1N=1/3A1B1，求BD1与C1N所成角的余弦值。
你能够在AB上找一点N1，使AN1=1/3AB,而后连结CN1，这样的话，C1N平行与CN1,而后再连结AD1，在AD1上找一点E，使AE=2ED1,连结EN1，这样协助线就做完了，而后计算CN1=5,BD1=13,那么依据三角形相像的性质，EN1=26/3，接下来求EC的长度，连结BC1,在BC1上找一点F，使FC1=1/2BF,连结CF,在面BCC1B1面上求出CF的长度，而后EF垂直于CF，这样在直角三角形中，求出CE，再依据余弦定理，在三角形CEN1中，求出角CN1E就是要求的角了。
看起来很麻烦，但是只需你看懂了，在依据我说的，画出图来，这道题仍是很简单的，用高中的知识很简单就解决了。
要有耐心啊~~~~在空间四边形ABCD中，AB=CD=6，M，N分别是对角线AC，BD的中点，MN=5，求异面直线AB与CD所成角的大小。
做MH//CD交AD于H，连结HN角MHN是所成角或其补角MH=NH＝3，MN＝5cos角MHN=(MH^2+NH^2-MN^2)/2*MH*NH=(9+9-25)/2*3*3=-7/18所成角为arccos7/18（）1、设P=｛两异面直线所成的角｝，M=｛直线与平面所成的角｝，N=｛二面的平面角｝，则有A、PìMìN B、P=MìN C、PéMéND、PìM=N（）2、正四周体A—BCD中E、F分别是棱BC和AD之中点，则EF和AB所成的角A、45°B、60°C、90°D、30°（）3、正方体ABCD—A￠B￠C￠D￠中，与BD成60°角的面对角线的条数为A、0B、2C、4D、8（）4、把一个正方形的纸折成一个底面为正方形的长方体，正方形的对角线就成为在长方体四侧面的一条折线，则这条折线相对的两段所成角是A、45°B、60°C、90°D、120°5、a、b为异，面直线，二面角a—a—b为q，a^a，b^b，则a、b的夹角为_______6、正方体ABCD—A￠B￠C￠D￠中，E、F分别是BC、A￠D￠之中点，则ADE所成的角是_______17、空间四边形ABCD中，P、R分别是AB、CD之中点，且PR=3，AC=4，BD=2EQR(,5)，则AC和BD 所成的角是_________8、A、CD阳两条异面直线，A=CD=3，E、F分别是线段AD、BC上的点，且AE：ED=BF：FC=1：2，EF=EQR(,7)，则AB与CD所成角为________9、正四周体S—ABC中，D、E是SA、BC 之中点，求AE与BD所成角的余弦10、DABC的DC=90°，PA^面ABC，M、N分别是边AC、PB的中点，求证“MN^AC2。
考点一 用空间向量求异面直线所成的角
考点一 用空间向量求异面直线所成的角【例1】 (1)(一题多解)(2017·全国Ⅱ卷)已知直三棱柱ABC －A 1B 1C 1中，∠ABC ＝120°，AB ＝2，BC ＝CC 1＝1，则异面直线AB 1与BC 1所成角的余弦值为( ) A.32 B.155 C.105 D.33(2)(一题多解)(2019·河北、山西、河南三省联考)在三棱锥P －ABC 中，△ABC 和△PBC 均为等边三角形，且二面角P －BC －A 的大小为120°，则异面直线PB 和AC 所成角的余弦值为( )A.58B.34C.78D.14解析 (1)法一 以B 为原点，建立如图(1)所示的空间直角坐标系.图(1)则B (0，0，0)，B 1(0，0，1)，C 1(1，0，1).又在△ABC 中，∠ABC ＝120°，AB ＝2，则A (－1，3，0).所以AB 1→＝(1，－3，1)，BC 1→＝(1，0，1)， 则cos 〈AB 1→，BC 1→〉＝AB 1→·BC 1→|AB 1→|·|BC 1→|＝（1，－3，1）·（1，0，1）5·2＝25·2＝105， 因此，异面直线AB 1与BC 1所成角的余弦值为105.法二 将直三棱柱ABC －A 1B 1C 1补形成直四棱柱ABCD －A 1B 1C 1D 1(如图(2))，连接AD 1，B 1D 1，则AD 1∥BC 1.图(2)则∠B1AD1为异面直线AB1与BC1所成的角(或其补角)，易求得AB1＝5，BC1＝AD1＝2，B1D1＝ 3.由余弦定理得cos∠B1AD1＝105.(2)法一取BC的中点O，连接OP，OA，因为△ABC和△PBC均为等边三角形，所以AO⊥BC，PO⊥BC，所以∠POA就是二面角P－BC－A的平面角，即∠POA＝120°，过点B作AC的平行线交AO的延长线于点D，连接PD，则∠PBD 或其补角就是异面直线PB和AC所成的角.设AB＝a，则PB＝BD＝a，PO＝PD＝32a，所以cos ∠PBD＝a2＋a2－⎝ ⎛⎭⎪⎫32a22×a×a＝58.法二如图，取BC的中点O，连接OP，OA，因为△ABC和△PBC均为等边三角形，所以AO⊥BC，PO⊥BC，所以BC⊥平面P AO，即平面P AO⊥平面ABC.且∠POA就是其二面角P－BC－A的平面角，即∠POA＝120°，建立空间直角坐标系如图所示.。
2.1.2-3异面直线所成角2
F1
E1
A1C1
5 , A1 E 2 5 , C1 E 3
D A B
C
F
E
5 由余弦定理得： cos A1C1E 5
A1C1与BD1所成角的余弦值为
5 5
补形法: 把空间图形补成熟悉的或完整的几何体，如正方 方法归纳： 体、长方体等，其目的在于易于发现两条异面直
线的关系。
小结：
5 a 2
P
B
10 cos PNB 5
5 , 5
平移法: 即根据定义，以“运动”的观点，用“平移 方法归纳： 转化”的方法，使之成为相交直线所成的角。
解法二：
如图，补一个与原长方体全等的并与原长方体有公共面 BC1的方体B1F，
连结A1E，C1E，则A1C1E为A1C1与BD1 所成的角(或补角)， 在A1C1E中，
A1
D1
B1
C1
D
A
1
AD1cm，求异面直线A1C1与BD1所成角的余弦值。
O1
1
C
1
B1
M
D C
A
B
例4：长方体ABCD-A1B1C1D1，ABAA12 cm，
解：
如图，连B1D1与A1C1 交于O1，
AD1cm，求异面直线A1C1与BD1所成角的余弦值。
取BB1的中点M，连O1M，则O1MD1B， 于是A1O1M就是异面直线A1C1与BD1所成的角（或其补角）， 连A1M，在A1O1M中
1、求异面直线所成的角是把空间角转化为平面 角， 体现了化归的数学思想。
化归的一般步骤是： 找角 求角
找角的一般方法有：（1）平移法（常用方法） （2）补形法
2、用余弦定理求异面直线所成角时，要注意角的 范围：
异面直线所成的角的求法
异面直线所成的角的求法法一：平移法例1：在正方体ABCD-A1BC11D1中，求下列各对异面直线所成的角。
（1）AA1与BC；（2）DD1与A1B；（3）A1B与AC。
法二：中位线例2：在空间四边形ABCD中，AB＝CD，且AB⊥CD，点M、N分别为BC、AD的中点，求直线AB与MN所成的角。
变式：在空间四边形ABCD中，点M、N分别为BC、AD的中点，AB＝CD＝2，且MN＝AB与CD所成的角。
法三：补形法例3：如图，PA⊥平面ABC，∠ACB=90°且PA=AC=BC，求下列各对异面直线所成的角的正切值.（1）PB与AC；(2)AB与PC。
法四：空间向量法例4：在正方体ABCD-A1BC11D1中，E、F分别是BB1F 1,CD的中点，求证：AE⊥D法五：证明垂直法例5：在正方体ABCD-A1BC11D1中，E、F分别是BB1F所成的1,CD的中点，求AE与D角。
变式：在长方体ABCD-A1B1C1D1中，E是BB1的中点，AA1=2,AB=BC，求AE与D1C所成的角。
练习题：1．在正四面体ABCD中，点M、N分别为BC、AD的中点，则直线AB与MN 所成的角为＿＿＿＿＿＿＿。
2．长方体ABCD—A1B1C1D1中，AA1=AB=2，AD=1，点E、F、G分别是DD1、AB、CC1的中点，则异面直线A1E与GF所成的角为＿＿＿＿＿＿＿3.直三棱柱ABC-A1B1C1中，若∠BAC=90︒，AB=AC=AA1，则异面直线BA1与AC1所成的角等于________________.E为AA1中点，4. 已知正四棱柱ABCD-A则异面直线BE与CD1AA1=2AB，1BC11D1中，所成的角的余弦值为________________.5.已知正四棱锥S-ABCD的侧棱长与底面边长都相等，E是SB 的中点，则AE，SD所成的角的余弦值为________________.6．如图1，P是正方形ABCD所在平面外一点，PD⊥平面ABCD，PD=AD，则PA与BD所成的角的度数为________________.7。
两异面直线所成的角 题目解法大全
两异面直线所成的角题目解法大全（配有高考真题练习题）异面直线所成角的求法例一、已知正四棱锥P—ABCD侧棱长与底面边长相等，E、F分别为PC、PD的中点，求异面直线BE与CF所成的角的余弦值.绿色通道：法一、BE不动，在面PDC内过点E平移CF；法二、CF不动，过F平移EB，其中是以平行四边形BEFH为依托；法三、利用空间向量知识来求解.解法一：如下图1，设正四棱锥的侧棱长与底面边长为2，在面PDC内过E作EG平行于∠或其补角为BE与CF所成角. BD=22,又PB=PD=2, CF，交PD于G，连结BG. 则BEG所以BPD ∠为直角, BG 2=PB 2+PD 2=22+2)21(=417.又CF=3, EG=23.在BEG∆中,cos BEG ∠=EG BE BG EG BE .2222-+= —61，所以BE 与CF 所成角是BEG ∠的补角，大小CBAP为arccos61. 解法二：如上图2.设各棱长均为2，H 为AB 的中点，连结EF ，FH ，则EF=BH //21CD ，∴BEFH 为平行四边形，FH //BE ，∴∠CFH 为BE 与CF 所成的角,且FH=BE=3.连结HC ，则HC=5,CF=3.在∆CFH 中，cos ∠CFH = FH CF CH FH CF ⋅-+2222=61,所以BE 与CF 所成角大小为arccos61.解法三：如上图.建立空间直角坐标系 .设各棱长均为2, PO=2，则 B (2,0,0 ), C( 0,2,0), E(0,22，22)，F(—22，0，22) , 则= (—2，22，22)，=（—22，—2，22），与的夹角为θ， cos θ61，所以BE 与CF 所成的角为arccos 61. 例题1：如图：表示正方体1111D C B A ABCD -，求异面直线11CC BA 和所成的角。
例2．空间四边形ABCD 中，2AD BC ==，,E F 分别是,AB CD的中点，EF =求异面直线,AD BC 所成的角。
异面直线所成角练习题
范文范例 学习参考1．如图，在正方体1111ABCDA B C D 中，异面直线1A D 与1BC 所成的角为A ．30B ．45C ．60D ．90 【答案】D 【解析】试题分析：如图所示，连接B 1C ，则B 1C ∥A 1D ，B 1C ⊥BC 1，∴A 1D ⊥BC 1，∴A 1D 与BC 1所成的角为90°． 故选：D ．考点：异面直线及其所成的角 2．已知平行六面体ABCD - A 1B 1C 1D 1中，底面ABCD 是边长为1的正方形，AA 1＝2，∠A 1AB ＝∠A 1AD ＝120°，则异面直线AC 1与A 1D 所成角的余弦值（ ） A 614 C 1510 【答案】B 【解析】试题分析：设向量 1,,AB a AD b AA c ===，则11,AC a b c A D b c =++=-，112,7AC A D ∴==， 11111114cos ,7AC A D AC A D AC A D⋅<>==。
考点：空间向量的集合运算及数量积运算。
3．正方体1111ABCD A B C D -中，,,,E F G H 分别是1AA ,AB ,1BB ,11B C 的中点，则直线EF 与GH 所成的角是（ ）A ．30° B．45° C．60° D．90°【答案】C 【解析】试题分析：由三角形中位线可知11,EF A B GH BC ，所以异面直线所成角为11A BC ∠，大小为60°考点：异面直线所成角4．在正方体1111ABCD A B C D -中，E 是11B C 的中点，则异面直线1DC 与BE 所成角的余弦值为（ ） A．5 B．5 C ．510- D．5- 【答案】B 【解析】试题分析：取BC 中点F ，连结1,FD FC ，则1DC F ∠为异面直线所成角，设边长为2，11C F DC DF ∴===1cos DC F ∴∠=考点：异面直线所成角5．如图，正四棱柱ABCD A B C D ''''-中（底面是正方形，侧棱垂直于底面），3AA AB '=，则异面直线A B '与AD '所成角的余弦值为（ ）A 、910B 、45C 、710D 、35【答案】A 【解析】试题分析：连结'BC ，异面直线所成角为''A BC ∠，设1AB =,在''A BC ∆中''''AC A B BC ===''9cos 10A BC ∴∠=考点：异面直线所成角6．点P 在正方形ABCD 所在平面外，PA ⊥平面ABCD ，AB PA =，则PB 与AC 所成的角是 A ．︒60 B ．︒90 C ．︒45 D ．︒30 【答案】A 【解析】试题分析：作出空间几何体如下图所示：设正方形的边长为2，范文范例 学习参考．所以PB 与AC 所成的角就是FEA ∠，由题意可知：2===AF AE EF ，所以 60=∠FEA ．考点：异面直线的位置关系．7．如图所示，在棱长为1的正方体1111ABCD A B C D -中，M 是棱CD 的中点，则→M A 1与→1DC 所成角的余弦值为（ ）A.62-B.62C. 1010-D.1010【答案】A 【解析】试题分析：以D 为原点，分别以1,,DA DC DD 为,,x y z 轴的正半轴建立空间直角坐标系Dxyz ，由棱长为1，则111(0,0,0),(1,0,1),(0,,0),(0,1,1)2D A M C ,所以111(1,,1),2A MDC (0,1,1),故11cos ,A M DC 101223622，故选A. 考点：空间向量所成角的余弦值.8．在正方体1111D C B A ABCD -中，F E 、分别为BC AB 、中点，则异面直线EF 与1AB 所成角的余弦值为A ．23 B ．33 C ．22 D ．21 【答案】D 【解析】试题分析：联结AC 、1B C 则1B AC ∠ 即为所成的角。
异面直线所成的角和线面角(文)
异面直线所成的角和线面角平移法：①体内平移———中位线平移法1、如图各棱都相等的三棱锥S—ABC，E,F分别为SC,AB的中点，求1）异面直线EF与SA所成的角（）A450 B 300 C 60 0 D 9002、如图所示，在四棱锥P—ABCD中，底面是边长为2的菱形，∠DAB=60°，对角线AC与BD交于点O，PO⊥平面ABCD，∠PBD=60°. （1）求四棱锥的体积；（2）若E是PB的中点，求异面直线DE与PA所成角的余弦值.3、如图，四面体ABCD中，AB⊥BC，AB⊥BD，BC⊥CD，且AB＝BC＝6，BD＝8，E是AD中点，求BE与CD所成角的余弦值4、如图，四面体ABCD中， O、E分别是BD、BC的中点，758D(第9题)CA=CB=CD=BD=2,AB=AD=（I）求证：AO⊥平面BCD；（II）求异面直线AB与CD所成角的大小；BE体内平移———平行四边形平移法5、如图，在正方体ABCD-A1B1C1D1中，E、F分别是BB1、CD求AE与D1F所成的角。
1A6、在棱长为1的正方体ABCD—A1B1C1D1中，M和N分别为A1B1和BB1的中点，求直线DAM与CN所成角的余弦值AC1 1C②体外补形平移：7、如图，PA⊥平面ABC，∠ACB=90︒且PA=AC=BC=a，则异面直线PB与AC所成角的正切值等于_____．解：将此多面体补成正方体DBCA-D'B'C'P，PB与AC所成的角的大小即此正方体主对角线PB与棱BD所成角的大小，在Rt△PDB中，即D (第6题)PACPDtan∠DBA=DBD11B AC8、如图ABCD，ABEF是边长为a的正方形，直线FA垂直平面ABEF的所有直线，求异面直线AC和BF所成的角练习：.如图长方体ABCD—A1B1C1D1中，已知AB=a，BC=b(a>b),AA1=c，求异面直线D1B和AC所成角的余弦值。
2023学年上海高二上学期数学同步精讲练第03讲异面直线所成的角(核心考点讲与练)
第03讲异面直线所成的角（核心考点讲与练） 求异面直线所成的角的三步曲 异面直线所成角的概念及辨析一、单选题1．（2021·上海师范大学第二附属中学高二期中）已知异面直线a 、b 所成角为80︒，P 为空间一定点，则过P 点且与a 、b 所成角都是50︒的直线有且仅有（ ）条．A ．2B ．3C ．4D ．62．（2021·上海市延安中学高二期中）已知正方体1111ABCD A B C D -，P 为1CC 中点，对于下列两个命题：（1）过点P 有且只有一条直线与直线AB ，11A D 都相交；（2）过点P 有且只有一条直线与直线AB ，11A D 都成45°角．则以下判断正确的是（ ）A ．（1）为真命题；（2）为真命题B ．（1）为真命题；（2）为假命题C ．（1）为假命题；（2）为真命题D ．（1）为假命题；（2）为假命题二、填空题 3．（2021·上海·位育中学高二阶段练习）空间中三条直线a b c 、、两两垂直，若直线d 与直线a b c 、、所成角都为θ，则cos θ=_______4．（2021·上海奉贤区致远高级中学高二阶段练习）已知直线a ．如果直线b 同时满足条件：①a 与b 异面；②a 与b 成定角；③a 与b 的距离为定值．那么这样的直线b 有__________条．考点考向方法技巧5．（2021·上海奉贤区致远高级中学高二阶段练习）若两异面直线a、b所成的角为60，过空间内一点P作与直线a、b所成角均是60的直线l，则所作直线l的条数为_________．证明异面直线垂直一、单选题1．（2017·上海交大附中高二期中）如图，点E为正方形ABCD边CD上异于点C，D的动点，将△ADE沿AE翻折成△SAE，使得平面SAE⊥平面ABCE，则下列说法中正确的有（）①存在点E使得直线SA⊥平面SBC；②平面SBC内存在直线与SA平行③平面ABCE内存在直线与平面SAE平行；④存在点E使得SE⊥BA．A．1个B．2个C．3个D．4个二、填空题2．（2022·上海长宁·高二期末）如图是一个边长为2的正方体的平面展开图，在这个正方体中，则下列说法中正确的序号是___________.①直线AF与直线CN垂直；②直线BM与直线CN相交；③直线ME与直线CN平行；④直线AB与直线CN异面；求异面直线所成的角1．（2022·上海·复旦附中高二期中）如图所示，在三棱锥D ABC -中，2==AC BD ，E 、F 分别为AD 与BC 的中点，2EF =，则异面直线AC 与BD 所成角的大小是______．2．（2021·上海市徐汇中学高二期中）如图，P 是平行四边形ABCD 所在平面外一点，,M N 分别是,AB PC 的中点，若2,23MN BC PA ===，则异面直线PA 与MN 所成角的大小为________.3．（2021·上海市进才中学高二阶段练习）在正方体上，a ，b 是两条异面直线的面对角线，则它们所成的角大小可能为___________4．（2021·上海市南洋模范中学高二阶段练习）正方体1111ABCD A B C D -的面对角线中，与1AD 所成角为60︒的有__________条.5．（2021·上海·华东师范大学松江实验高级中学高二阶段练习）在正方体1111ABCD A B C D -中，与1AD 成60角的面对角线的条数是________6．（2021·上海师范大学第二附属中学高二期末）空间内有三条直线，其中任意两条都不相交但相互垂直，若直线l 与这三条直线所成的角的大小都是θ，则tan θ=______．7．（2021·上海市建平中学高二期中）已知圆锥的轴截面PAB 是等边三角形，C 为底面弧AB 的中点，D 为母线PB 的中点，则异面直线PA 和CD 所成角的大小为________三、解答题8．（2021·上海浦东新·高二期中）在三棱锥P ABC -中，M ，N 分别是PA ，BC 的中点，已知2AC PB ==，3MN AC ，PB 所成角的大小.由异面直线所成的角求其他量一、填空题1．（2021·上海市控江中学高二期中）异面直线a 、b 所成角为3π，直线c 与a 、b 垂直且分别交于A 、B ，点C 、D 分别在直线a 、b 上，若1AC =，2AB =，3BD =，则CD =________．2．（2021·上海市洋泾中学高二期中）已知异面直线,a b 所成角为3π，过空间一点P 有且仅有2条直线与,a b 所成角都是θ，则θ的取值范围是___________.3．（2021·上海市建平中学高二阶段练习）在空间四边形ABCD 中，8AB CD ==，M ､N 分别是对角线AC ､BD 的中点，若异面直线AB ､CD 所成角的大小为30，则MN 的长为___________. 4．（2021·上海市行知中学高二阶段练习）已知四面体ABCD 中，4AB CD ==，E 、F分别为BC 、AD 的中点，且异面直线AB 与CD 所成的角为3π，则EF =___________. 5．（2019·上海市嘉定区第二中学高二期中）空间四边形ABCD ，AB =CD =8，M ､N ､P 分别为BD ､AC ､BC 的中点，若异面直线AB 和CD 所成的角为60°，则线段MN 的长为___________.6．（2021·上海·华师大二附中高二开学考试）如图，空间四边形ABCD 的对角线AC=BD=8，M 、N 分别为AB 、CD 的中点，且AC BD ⊥，则MN 等于_____________7．（2021·上海市徐汇中学高二期中）空间四边形两对角线的长分别为6和8﹐所成的角为60°，连接各边中点所得四边形的面积是_______________.8．（2021·上海市宝山中学高二阶段练习）若两条异面直线所成的角为60︒，则称这对异面直线为“黄金异面直线对”，在连接正方体各顶点的所有直线中，“黄金异面直线对”共有________对.二、解答题9．（2021·上海师范大学附属外国语中学高二阶段练习）已知四棱锥P -ABCD ，底面ABCD 为正方形，边长为3，PD ⊥平面ABCD .(1)若PC =5，求四棱锥P - ABCD 的体积；(2)若直线AD 与BP 的夹角为60°，求PD 的长.10．（2020·上海交大附中高二期中）如图，圆锥的顶点是S ，底面中心为O ，OC 是与底面直径AB 垂直的一条半径，D 是母线SC 的中点.（1）求证：BC 与SA 不可能垂直；（2）设圆锥的高为4，异面直线AD 与BC 所成角的余弦值为26，求圆锥的体积. 一、单选题1．（2021·上海市延安中学高二期中）如图，已知正方体1111ABCD A B C D -中，F 为线段1BC 的中点，E 为线段11A C 上的动点，则下列四个结论正确的是（ ）A ．存在点E ，使EF ∥BDB ．存在点E ，使EF ⊥平面11ABC DC ．EF 与1AD 所成的角不可能等于60°巩固提升D ．三棱锥1B ACE -的体积随动点E 变化而变化2．（2021··高二阶段练习）如图，在正方体1111ABCD A B C D -中，过点A 作平面1A BD 的垂线，垂足为点H ，给出以下命题：①H 是1A BD 的垂心；②AH 垂直于平面11CB D ；③AH 的延长线过点1C ；④直线AH 和1BB 所成角的大小为45︒，其中正确的命题个数为（ ）A ．1B ．2C ．3D ．43．（2021·上海市松江二中高二期中）如图，几何体是圆柱的一部分，它是由矩形ABCD （及其内部）以AB 边所在直线为旋转轴旋转120︒得到的，G 是DF 的中点，设P 是CE 上的一点，且AP BE ⊥，则AG 与BP 所成角的大小为（ ）A ．45︒B ．15︒C ．30D ．0︒4．（2021·上海市市西中学高二期中）如图是正方体的平面展开图，在这个正方体中，①BM 与ED 平行；②CN 与BE 是异面直线；③CN 与BM 成60°；④DM 与BN 垂直.以上四个命题中，正确命题的序号是（ ）A ．①②③B ．②④C ．③④D ．②③④二、填空题5．（2021·上海交大附中闵行分校高二阶段练习）如图甲，将三棱锥P ﹣ABC 沿三条侧棱剪开后，展开成如图乙所示的形状，其中点P 1，A ，P 3共线，点P 1，B ，P 2共线，点P 2，C ，P 3共线，且P 1P 2=P 2P 3，则在如图甲所示的三棱锥P ﹣ABC 中，P A 与BC 所成角的大小为___________.6．（2021·上海外国语大学闵行外国语中学高二期中）如图已知A 是BCD △所在平面外一点，AD BC =，E ､F 分别是AB CD 、的中点，若异面直线AD 与BC 所成角的大小为3π，则AD 与EF 所成角的大小为___________. 7．（2021·上海交大附中高二期中）在长方体1111ABCD A B C D -中，11AA AD ==，2AB =，则直线AC 与1A D 所成的角的余弦值等于______．8．（2021·上海师范大学第二附属中学高二期中）在四面体ABCD 中，8AB =，6CD =，M 、N 分别是BC 、AD 的中点，且5MN =，则AB 与CD 所成角的大小是________.三、解答题9．（2022·上海·复旦附中高二期中）在长方体1111ABCD A B C D -中，AB ＝1，AD ＝2，14AA =，E 、F 分别为线段BC 、1CC 上的点，且CE ＝1，CF ＝1．(1)求证：EF ∥平面11ADD A ；(2)求异面直线EF 与1A D 所成角的余弦值．10．（2021·上海市洋泾中学高二阶段练习）已知边长为1的正方形ABCD 绕BC 边旋转一周得到圆柱体．(1)求该圆柱体的表面积；(2)正方形ABCD 绕BC 边逆时针旋转2π至11A BCD ，求证：1A D AC ⊥． 11．（2021·上海市南洋模范中学高二期中）在长方体1111ABCD A B C D -中，2AB BC ==，过1A ､1C ､B 三点的平面截去长方体的一个角后，得到如图所示的几何体111ABCD AC D -，且这个几何体的体积为10. (1)求棱1AA 的长；(2)若11A C 的中点为1O ，求异面直线1BO 与11A D 所成角的余弦值.12．（2021·上海大学附属南翔高级中学高二期中）如图，在正方体1111ABCD A B C D -中，E F ，分别为11A D 和1CC 的中点.（1）画出由A ，E ，F 确定的平面β截正方体所得的截面，（保留作图痕迹，使用铅笔作图）；（2）求异面直线EF 和AC 所成角的大小. 13．（2021·上海浦东新·高二期中）在长方体1111ABCD A B C D -中（如图），2AB =，11AD AA ==，点E 是棱AB 的中点.(1)求异面直线1AD 与EC 所成角的大小；(2)《九章算术》中，将四个面都是直角三角形的四面体称为鳖臑，试问四面体1D CDE 是否为鳖臑？并说明理由.14．（2021·上海市行知中学高二阶段练习）如图，三棱柱111ABC A B C -中，1A BCB -是底面边长为2的正三棱锥．（1）求证：1AC CC ⊥；（2）若异面直线1AB 与1CC 所成的角为3π，求三棱锥1B ACC -的体积． 15．（2021·上海市奉贤区奉城高级中学高二期中）如图所示，在长方体1111ABCD A B C D -中，1AB =，2BC =，15CC =，M 为棱1CC 上一点．（1）若132C M =，求异面直线1A M 和11CD 所成角的正切值；（2）若11C M =．试证明：BM ⊥平面11A B M ．16．（2021·上海市进才中学高二期中）如图，在三棱柱111ABC A B C -中，侧面11ACC A ⊥底面ABC ，BC AC ⊥．（1）求证：11//B C 平面1A BC ；（2）求证：平面1A BC ⊥平面11ACC A ．（3）若12A B BC =，求异面直线1A B 与11B C 所成角的大小．。
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1
A B C S
E F A B C D D 1
C 1 B 1 A 1
M
N
N M
F
E D
C
B A
高二数学练习（二）
一、选择题
1．分别和两条异面直线都相交的两条直线一定是 （ ） （A ）不平行的直线 （B ）不相交的直线
（C ）相交直线或平行直线 （D ）既不相交又不平行直线
2．已知EF 是异面直线a 、b 的共垂线，直线l ∥EF ，则l 与a 、b 交点的个数为 （ ） （A ）0 （B ）1 （C ）0或1 （D ）0，1或2
3．两条异面直线的距离是 （ ） （A ）和两条异面直线都垂直相交的直线 （B ）和两条异面直线都垂直的直线 （C ）它们的公垂线夹在垂足间的线段的长 （D ）两条直线上任意两点间的距离
4．设a, b, c 是空间的三条直线，下面给出三个命题：① 如果a, b 是异面直线，b, c 是异面直线，则a, c 是异面直线；② 如果a, b 相交，b, c 也相交，则a, c 相交；③ 如果a, b 共面，b, c 也共面，则a, c 共面．上述命题中，真命题的个数是 （ ） （A ）3个 （B ）2个 （C ）1个 （D ）0个
5．异面直线a 、b 成60°，直线c ⊥a ，则直线b 与c 所成的角的范围为 （ ）
（A ）[30°，90°] （B ）[60°，90°]
（C ）[30°，60°] （D ）[60°，120°]
6．如图:正四面体S －ABC 中，如果E ，F 分别是SC ，AB 的中点，那么异面直线EF 与SA 所成的角等于 （ ） （A ）90°（B ）45°（C ）60°（D ）30° 7．在棱长为1的正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，M 和N 分别为A 1B 1和的
中点，那么直线AM 与CN 所成角的余弦值是 （ ） （A ）23（B ）1010（C ）53（D ）5
4
8．右图是正方体的平面展开图，在这个正方体中，
①BM 与ED 平行； ②CN 与BE 是异面直线； ②③CN 与BM 成 60角；④DM 与BN 垂直．
以上四个命题中，正确命题的序号是 （ ） （A ）①②③ （B ）②④ （C ）③④ （D ）②③④
9．梯形ABCD 中AB//CD ，AB ⊂平面α，CD ⊄平面α，则直线CD 与平面α内的直线的位置关系只能是
（ ）（A ）平行 （B ）平行和异面 （C ）平行和相交 （D ）异面和相交 10．在空间四边形ABCD 中，E 、F 分别为AB 、AD 上的点，且AE ：EF ＝AF ：FD
＝1 ：4，又H 、G 分别为BC 、CD 的中点，则 （ ） （A ）BD//平面EFGH 且EFGH 是矩形 （B ）EF//平面BCD 且EFGH 是梯形
（C ）HG//平面ABD 且EFGH 是菱形 （D ）HE//平面ADC 且EFGH 是平行四边形
二、填空题 11．如图，在正三角形ABC 中，D 、E 、F G ，H ，I ，J 分别为AF ，AD ，BE ，DE DE ，EF ，DF 折成三棱锥以后，GH 与IJ
12．在四面体ABCD 中，若AC 与BD 成60°角，且AC ＝BD ＝a ，则连接AB 、BC 、CD 、DA 的中点的四边形面积为 ．
2
B
A
C D
A
F
E
P
C
B
A
N
M
D
C
B
A
D C
B
A
P
Q
D1C
1
B1
A1
13．在长方体ABCD－A1B1C1D1中，AB＝BC＝3，AA1＝4，则异面直线AB1与A1D所成的角的余弦值为．
14．把边长为a的正方形ABCD沿对角线BD折起，
使A、C的距离等于a，如图所示，则异面直线AC
和BD的距离为．
三、解答题
15．已知AB、BC、CD为不在同一平面内的三条线段，AB，BC，CD的中点P、Q、R满足PQ＝2，QR
PR＝3，求AC与BD所成的角．
16．已知P为△ABC所在平面外的一点，PC⊥AB，PC＝AB＝2，E、F分别为PA和BC的中点．
（1）求证：EF与PC是异面直线；
（2）EF与PC所成的角；
（3）线段EF的长．
17．如图，AB和CD是两异面直线，BD是它们的公垂线，AB＝CD，M是BD的中点，N是AC的中点．（1）求证：MN⊥AC；
（2）当AB＝CD＝a，BD＝b，AC＝c时，求MN的长．
18．（如图）已知P、Q是棱长为a的正方体ABCD－A1B1C1D1的面AA1D1D和A1B1C1D1的中心．
（1）求线段PQ的长；
（2）证明：PQ∥AA1B1B．。