问题 解答题

设异面直线a与b所成的角为50°,O为空间一定点,试讨论,过点O与a、b所成的角都是θ(0°≤θ≤90°)的直线l有且仅有几条?

答案

过点O作a1a,b1b,则相交直线a1、b1确定一平面α.a1与b1夹角为50°或130°,设直线OA与a1、b1均为θ角,作AB⊥面α于点B,BC⊥a1于点C,BD⊥b1于点D,记∠AOB=θ1,∠BOC=θ2(θ2=25°或65°),则有cosθ=cosθ1?cosθ2.因为0°≤θ1≤90°,所以0≤cosθ≤cosθ2

当θ2=25°时,由0≤cosθ≤cos25°,得25°≤θ≤90°;

当θ2=65°时,由0≤cosθ≤cos65°,得65°≤θ≤90°.

故当θ<25°时,直线l不存在;当θ=25°时,直线l有且仅有1条;

当25°<θ<65°时,直线l有且仅有2条;

当θ=65°时,直线l有且仅有3条;

当65°<θ<90°时,直线l有且仅有4条;

当θ=90°时,直线l有且仅有1条.

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