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1.4.2.1异面直线所成的角 难点训练微专题训练 (原卷版+解析版)-2025-2026学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册

日期:2025-09-19 科目:数学 类型:高中试卷 查看:35次 大小:1499265B 来源:二一课件通
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    1.4.2.1异面直线所成的角 难点训练微专题(解析版) 突破通法: 利用空间向量求两异面直线所成角的步骤 (1)建立适当的空间直角坐标系; (2)求出两条异面直线的方向向量的坐标; (3)利用向量的夹角公式求出两直线方向向量的夹角; (4)结合异面直线所成角的范围得到两异面直线所成角. 微专题训练 一、单选题 1.在正方体中,若,,则BE与DF所成的角的正弦值是( ) A. B. C. D. 【答案】C 【分析】设空间的一组基底,将直线BE与DF的方向向量用基底表示,再利用空间向量的夹角公式即可求得. 【详解】 如图,设正方体棱长为4,, 则,. 因, , 则,故, ,故, 且, 则, 设BE与DF所成的角为,则. 故选:C. 2.如图,在三棱锥中,,,,点,,满足,,,则直线与所成的角余弦值为( ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】设,,,利用空间向量运算得,,利用数量积的运算律求解数量积,即可解答. 【详解】设,,,则 ,, , , 所以 , 故直线与所成的角余弦值为0. 故选: D. 3.如图,正方体的棱长为1,若点M为AB的中点,,则与MN所成角的余弦值为( ) A. B. C. D. 【答案】A 【分析】以D为原点建立空间直角坐标系,用异面直线所成角的向量法求解公式计算. 【详解】以D为原点,分别以DA,DC,所在直线分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系, 则,,,,. 则,故与MN所成角的余弦值为. 故选:A. 4.如图,长方体中,,点在四边形的边上,沿移动,则异面直线和所成角的余弦值的最大值为( ) A. B. C. D. 【答案】C 【分析】建系,分类讨论位置,根据线面角的向量求法求解即可. 【详解】 建立如图所示的空间直角坐标系,则,,则, 由知异面直线和所成的角即和所成的角,即,设. ①当在线段上时(包含端点),易知,则; ②当在线段上时(不含,包含),设,则, 则,当时,取得最大值; ③当在线段上时(不含,包含),设, 同理,则; ④当在线段上时(不含端点),显然. 综上所述,的最大值为, 故选:C. 5.在直三棱柱中,已知,E是的中点,D是的中点,与相交于点F,,,,则与所成的角的大小为( ) A. B. C. D. 【答案】B 【分析】建立适当的空间直角坐标系,求出与的方向向量,结合向量夹角的余弦公式即可求解. 【详解】由题意建立如图所示的空间直角坐标系, 因为,,, 所以, 由于在平面内,所以的纵坐标为0, 且直线方程满足,满足,联立,解得, 所以, 因为, 所以与所成的角的余弦值为, 所以与所成的角的大小为. 故选:B. 6.在四棱锥中,底面,底面为正方形,,为的中点,则异面直线与所成角的余弦值为( ) A. B. C. D. 【答案】A 【分析】如图建立空间直角坐标系,设,则可写出和的坐标,利用向量数量积的坐标运算求出夹角的余弦值,即可得解. 【详解】因为底面,底面为正方形,所以两两垂直, 如图,以点为坐标原点,直线所在方向分别为轴建立空间直角坐标系, 设,则,所以, 则, 设异面直线与所成角为,则. 故选:A. 7.如图,一块矿石晶体的形状为四棱柱,其中底面是正方形,,,则直线与所成角的余弦值为( ) A. B. C. D. 【答案】A 【分析】取,分别求得和,将与分别用表示出来,再利用空间向量的夹角公式计算即得. 【详解】 如图,分别取,则, 且, 而 由, , , 设与的所成角为, 则. 故选:A. 8.如图,四棱锥的底面是正方形,平面ABCD,点E为SC中点,,则异面直线EB与AC所成角的余弦值为( ) A. B. C. D. 【答案】A 【分析】以D为原点,分别以所在直线为轴建立空间直角坐标系,设,求出、,再由向量的夹角公式计算可得答案. 【详解】因为平面,底面是正方形, 故以D为原点,分别以所在直线为轴建立空间直角坐标系, 设,则,,,, 因为点E为SC中点,所以 ... ...

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