(本小题满分12分)
如图,在三棱锥中,底面,是的中点。已知,,,。求:
(1)三棱锥的体积;
(2)异面直线与所成的角的大小(结果用反三角函数值表示)。
(1),
三棱锥的体积为
。
(2)取的中点,连接、,则 ,所以(或其补角)是异面直线与所成的角。
在三角形中,,,,
,所以。
因此,异面直线与所成的角的大小是。
本题主要考查空间几何体的体积及异面直线夹角的相关知识。
(1)根据及题中各边长度即可得出答案。
(2)取的中点,则,所以(或其补角)即为异面直线与所成的角,根据各边长度求得该角的大小即可。
求两异面直线夹角的方法一般有下面几种:
(1)通过平移,在一条直线上找一点,过该点做另一直线的平行线,这两条相交直线所成的锐角(或直角)即为所求的角。
(2)同时作两条异面直线的平行线,并使它们相交,所成的锐角(或直角)即为所求的角。
(3)向量法:用向量的夹角公式求解。
注:无论用哪种方法都应注意到异面直线所成角的范围。以及利用三角形中位线平移法、三角形相似、构造平行四边形等知识进行直线的平移。
第(2)问也可通过建立空间直角坐标来求解。
以为坐标原点,为轴,为轴,为轴,建立空间直角坐标系。
则,,于是,,
所以。即异面直线与所成的角的大小是。