本题导读

考查空间角与垂直。建系得 、,,;两平面法向量 与 垂直,故面面垂直。

📌【题干】

Question

(2010年湖南卷(文)) 如图所示,在长方体 中,,, 是棱 的中点.

(1)求异面直线 和 所成的角的正切值;

(2)证明:平面 平面 .

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 以 为原点建系,写出各点坐标与向量。 2.(1),再由 求 。 3.(2)分别求两平面的法向量,证其数量积为零。

✅【答案】

点击查看答案

(1)

(2) 见解析

✍【详细解析】

Abstract

以 为原点,、、 所在直线为 、、 轴建系,则 ,,,,,,. 因 是 的中点,故 . (1),. 设异面直线 与 所成的角为 ,则 由 得 , 故 (2),,设平面 的法向量为 ,可取 ,,设平面 的法向量为 ,可取 因为 , 所以两平面的法向量互相垂直,从而平面 平面 .

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:异面直线所成角与面面垂直

核心方法:建系求 ;两平面法向量数量积为零证垂直

避坑指南:异面角取锐角(或直角), 必为正;由 求 用 ;法向量可取叉乘结果,注意验证与面内两向量都垂直。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:空间向量法把”找角”变成”算坐标”,是立体几何解答题的通用武器。

结论推广:;面面垂直 法向量垂直。

方法推广:建系后所有点坐标一次写全;证垂直时法向量取最简整数解即可,叉乘结果要回头验证。

🔗【关联脉络】

Multi column