(本题满分12分)如图所示,在棱长为4的正方体ABCD—A 1 B 1 C 1 D 1 中,点E是棱CC 1 的中点。

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  • 解题思路:(I)

    …………3分

    (II)取DD 1 的中点F,连结FC,则D 1 E//FC,

    ∴∠FCA即为异面直线D 1 E与AC

    所成角或其补角。 …………5分

    ∴异面直线D 1 E与AC所成角的余弦值为

    …………7分

    (III)过点D作DG⊥D 1 E于点G,连接AG,由AD⊥面D 1 DCC 1 ,

    ∴AD⊥D 1 E

    又∵DG⊥D 1 E,∴D 1 E⊥面ADG

    ∴D 1 E⊥AG,则∠AGD为二面角A—D 1 E—C的平面角  ……9分

    ∵D 1 E·DG=DD 1 ·CD,

    二面角A—D 1 E—C的正弦值为

    …………12分

    法二:(I)同法一   ………………3分

    (II)以D为原点,分别以DA,DC,DD 1 为ox,oy,oz轴建立空间直角坐标系。

    (III)显然

    是平面D 1 DCE的法向量,

    设平面D 1 AE的一个法向量为

    二面角A—D 1 E—C的正弦值为

    …………12分

    (I)

    ;(II)

    (III)

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