已知ABCD-A1B1C1D1是底面边长为1的正四棱柱,高AA1=2,求(1)异面直线BD与AB1所成角的大小(结果用反三角函数值表示).
(2)求点C到平面BDC1的距离及直线B1D与平面CDD1C1所成的角.在线课程解:(1)如图所示,
建立空间直角坐标系.则A1(0,0,0),B1(1,0,0),C1(1,1,0),D1(0,1,0),A(0,0,2),B(1,0,2),C(1,1,2),D(0,1,2),
∴
,
=(1,0,-2).∴
=
=
=
.∴异面直线BD与AB1所成角=
.(2)由(1)可知:
,
.设平面BDC1的法向量为
,则
,即
,令z=1,则x=2,y=2.∴
.∴点C到平面BDC1的距离d=
=
=
.(3)由(1)可知:
=(-1,1,2).∵A1D1⊥平面CDD1C1,∴可取
=(0,1,0)作为平面CDD1C1的法向量.设直线B1D与平面CDD1C1所成的角为θ.
则sinθ=
=
=
=
.分析:通过建立空间直角坐标系,(1)利用异面直线的方向向量所成的夹角即可得出;(2)求出平面BDC1的法向量,利用点C到平面BDC1的距离公式d=
即可得出;(3)求出平面CDD1C1的法向量,利用sinθ=
=
即可得出.点评:熟练掌握通过建立空间直角坐标系、由异面直线的方向向量所成的夹角求异面直线所成的角、点C到平面BDC1的距离公式d=
、由sinθ=
=
求线面角是解题的关键.