如图:已知正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为A1B1的中点,求异面直线AE与BD所成角的大小.

1个回答

  • 解题思路:设A1D1的中点为M,故∠AEM(或其补角)为异面直线AE和BD所成的角,△AEM中由余弦定理得cos∠AEM 的值,从而求得∠AEM 的值.

    设A1D1的中点为M,连接ME、D1B1、AM.

    因D1D∥B1B,D1D=B1B,所以四边形D1DBB1为平行四边形,

    所以D1B1∥DB,又E、M分别为A1B1和A1D1的中点,

    所以EM∥B1D1,EM=

    1

    2B1D1,所以EM∥BD,

    故∠AEM(或其补角)为异面直线AE和BD所成的角.EM=

    1

    2B1D1=

    1

    2×2

    2a,AE=

    A

    A21+A1E2=

    (2a)2+a2=

    5a,AM=

    A

    A21+A1M2=

    (2a)2+a2=

    5a,

    由余弦定理得:cos∠AEM=

    AE2+EM2−AM2

    2•AE•EM=

    (

    5a)2+(

    2a)2−(

    5a)2

    5a×

    2a=

    10

    10,

    所以∠AEM=arccos

    10

    10,

    故异面直线AE和BD所成的角的大小为arccos

    10

    10.

    点评:

    本题考点: 异面直线及其所成的角.

    考点点评: 本题主要考查异面直线所成的角的定义和求法,找出两异面直线所成的角∠AEM(或其补角),是解题的关键.