若正方形ABCD所在的平面与正方形ABEF所在的平面成60度的二面角,求异面直线AD与BF所成角的余弦函数值

1个回答

  • 因为AD平行于BC,所以AD与BF所成角就是BC与BF所成角.连接CF.

    作FG垂直AD.连接CG,并设正方形边长为a.

    AD垂直AB,FA垂直AB,所以角FAD就是正方形ABCD所在的平面与正方形ABEF所在的平面所成的二面角.即角FAD=60度.所以,FG=根3*a/2

    又因为:AB垂直AF和AD,所以AB垂直平面AFG,所以 AB垂直FG.

    又:FG垂直AD,所以:FG垂直平面ABCD.推出:FG垂直CG,即三角形FGC是直角三角形.

    在三角形GDC中,由于GD=a/2,CD=a,所以CG=根5*a/2.

    在三角形FGC中:FG=根3*a/2,CG=根5*a/2,得:CF=根2*a.

    正方形ABEF中:BF是对角线,所以BF=根2*a.

    在三角形FCB中:CF=BF=根2*a,BC=a.由余弦定理,我们容易求得:cos(FBC)=根2 /4.即:异面直线AD与BF所成角的余弦值为根2 /4