本题导读
本题考查空间直角坐标系,以及异面直线所成的角。
📌【题干】
Question
(2018年全国卷II理)在长方体 中,,,则异面直线 与 所成角的余弦值为()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
- 建系:由于图形是长方体且底面为正方形,三条棱 两两垂直,适合以 为原点建立空间直角坐标系。
- 写坐标:根据题目给出的边长 ,写出相关顶点的坐标。
- 算向量:求出向量 和 的坐标。
- 求夹角:利用向量夹角公式 计算。注意异面直线所成角的范围是 ,结果取绝对值。
✅【答案】
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C
✍【详细解析】
Abstract
【答案】 C
【解析过程】
以 为原点, 分别为 轴建立空间直角坐标系。
由题意 (即 ),(即 ),各点坐标为:
求向量坐标:
计算向量的数量积与模:
计算夹角余弦值:
由于 ,向量夹角即为直线所成角。
故选 C。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 建系点的选择:长方体中通常选择底面一个顶点作为原点,这样大部分坐标都是正数且含有较多零,计算最简便。
- 异面直线角的范围:直线夹角 ,而向量夹角 。如果算出向量余弦值为负,最终答案要取绝对值。
- 计算核查:在写向量坐标时,注意“终点坐标减起点坐标”的顺序。
📖【试题探源与推广】
Tip
在 Obsidian 笔记中,可以补充这种不建系的思路:
- 平移 到 。
- 将问题转化为求 中 或其补角的余弦值。
- 计算三边:, , 。
- 使用余弦定理:。
- 注意:本题中 到 的连线与平移后的位置关系略复杂,建系法明显更具抗干扰能力。
🔗【关联脉络】
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