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不能用向量,各位大神,急求解

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1楼2013-08-07 16:11回复

    解:令二面角A₁-AB-D为B,在三面角A-A₁BC中,根据第一余弦定理有:cosβ=cosαcosγ+sinαsinβcosB⇒cosB=(cosβ-cosαcosγ)/sinαsinβ ①;在三面角B-ACB₁中有:cosB=[cosθ-cos(π-α)cos(π-2γ)]/ sin(π-α)sin(π-2γ)=(cosθ-cosαcos2γ)/ sinαsin2γ ② ;
    ① ②联立有:(cosβ-cosαcosγ)/sinαsinβ=(cosθ-cosαcos2γ)/ sinαsin2γ⇒( cosβ-cosαcosγ)sin2γ=(cosθ-cosαcos2γ) sinβ,∵α=β=π/3;∴(1-cosγ) sin2γ =(cosθ-cos2γ/2)√3,设二面角A₁-AD-B为D,则二面角B₁-BC-D则为π-D
    ∵(1-cosγ) sin2γ =(cosθ-cos2γ/2) √3⇒∵(1-cosγ) sin2γ =(cosθ-cos2γ/2) √3④,
    cosγ= 【cosθ±(cosθ+1)】/2;即cosγ-1/2=cosθ;[ cosγ=-1/2,<0不是方程解]
    在三面角A-A₁DC中有:cosD=(cosθ-cosγcosβ)/sinγsinβ;⑤
    在三面角B-AB₁C中有:cos(π-D)=-cosD=[cosθ-cos(π-α)cos(π-2γ)]/sin(π-α)sin(π-2γ)=(cosθ-cosαcos2γ)/sinαsin2γ;⑥
    ⑤⑥联立得:(cosθ-cosγcosβ)/sinγsinβ=-(cosθ-cosαcos2γ)/sinαsin2γ;⇒2cosγ(cosθ-cosγcosβ)=-(cosθ-cosαcos2γ),(α=β=π/3)⇒(2cosγ+1)cosθ-cos²γ-0.5cos2γ=0⇒(2cosγ+1)cosθ-2cos²γ+0.5=0⇒-(2cosγ+1)cosθ+2cos²γ-0.5=0⇒2cos²γ-2cosγcosθ- cosθ -0.5=0;∵γ是等腰△的底角,∴γ<π/2;
    ∴cosγ={2cosθ±√[(2cosθ)²+8(cosθ+0.5)]}/4={cosθ±√[(cosθ) ²+2cosθ+1]}/2= cosθ±√(cosθ+1)²/2 ⇒cosγ= 【cosθ±(cosθ+1)】/2⑦
    ∵(1-cosγ) sin2γ =(cosθ-cos2γ/2) √3⇒(1-cosγ)sin2γ =(cosγ-1/2-cos2γ/2) √3⇒
    ⑦代入④,得:2cosγsinγ(1-cosγ)=cosγ(1-cosγ) √3⇒2sinγ=√3⇒γ=60°
    ∴cosθ=cos60°-1/2=0⇒θ=90°
    其中cosγ=1,cosγ=0,时⇒γ=90°;或γ=0°;这都不是方程的解!


    3楼2013-08-08 01:43
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