本题导读
本题考查平面图形折叠中的不变量,以及异面直线所成角的方向向量计算。
📌【题干】
Question
(2005年浙江卷(文)) 设 、 是直角梯形 两腰的中点, 于 (如图).现将 沿 折起,使二面角 为 ,此时点 在平面 内的射影恰为点 ,则 、 的连线与 所成角的大小等于.
🔍【思路分析】
破题导航
- 折前由射影条件与 二面角定 与 的倍数关系。
- 以 为原点建系,写出折后各点坐标。
- 计算 判垂直。
✅【答案】
Success
✍【详细解析】
Abstract
折前图中 ,故折起后二面角 的平面角为 .设 ,.折起后 到平面 的射影恰为 ,故 平面 ,从而 为直角三角形(),斜边 . 以 为原点、 为 轴、 为 轴、竖直方向为 轴建系.折起后 (二面角 给出水平与竖直分量相等),其射影 恰为 ,故 ,即 . 由 、 设 ,().则 为 中点:; 为 中点:. 于是 ,,数量积 代入 得 ,故 ,所成角为 .
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:折叠图形中的异面直线角
核心方法:折叠前后不变量是 与各段长
避坑指南:先在平面图中算 与 的关系,折起后用 二面角与”射影恰为 “定 形状,再用中位线平移
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:人教 A 版必修 2 立体几何中的折叠问题
结论推广:折叠不变量:折痕两侧的线段长与夹角;折后角与折前角通过二面角联系
方法推广:折叠问题先画”折前平面图 + 折后立体图”双图对照,标出所有不变量
🔗【关联脉络】
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