【数学】2010-2011学年同步精品学案(人教A版选修2—1):第3章§3.2 立体几何中的向量方法(二)利用向量方法求角
【数学】2010-2011学年同步精品学案(人教A版选修2—1):第3章§3.2 立体几何中的向量方法(二)利用向量方法求角第5页

   如图,四棱锥P-ABCD中,PB⊥底面ABCD,CD⊥PD,底面ABCD为直角梯形,AD∥BC,AB⊥BC,AB=AD=PB=3.点E在棱PA上,且PE=2EA.求二面角A-BE-D的余弦值.

  解 以B为原点,以BC、BA、BP分别为x,y,z轴建立如图所示的空间直角坐标系.

  设平面EBD的一个法向量为n1=(x,y,1),

  因为=(0,2,1),\s\up6(→(→)=(3,3,0),

  

  由 得,

  所以,

  于是n1=(,-,1).

  又因为平面ABE的一个法向量为

  n2=(1,0,0),

  所以,cos〈n1,n2〉==.

  所以,二面角A-BE-D的余弦值为.

  【反思感悟】 几何法求二面角,往往需要作出平面角,这是几何中一大难点,而用向量法求解二面角无需作出二面角的平面角,只需求出平面的法向量,经过简单运算即可,从而体现了空间向量的巨大作用.

   若PA⊥平面ABC,AC⊥BC,PA=AC=1,BC=,求二面角A-PB-C的余弦值.

  解 

  

如图所示,建立空间直角坐标系,则