已知 $ABCD - {A_1}{B_1}{C_1}{D_1}$ 是底面边长为 $ 1 $ 的正四棱柱,高 $A{A_1} = 2$,求 
【难度】
【出处】
2011年高考上海卷(文)
【标注】
  1. 异面直线 $BD$ 与 $A{B_1}$ 所成角的余弦值;
    标注
    答案
    解析
    连 $BD$,$ A{B_1} $,$ {B_1}{D_1} $,$A{D_1}$, 因为 $BD\parallel {B_1}{D_1}$,$A{B_1} = A{D_1}$,
    所以异面直线 $BD$ 与 $A{B_1}$ 所成角为 $\angle A{B_1}{D_1}$,记 $\angle A{B_1}{D_1} = \theta $,\[AB_1^2 = AD_1^2 = {2^2} + {1^2} = 5, {B_1}D_1^2 = 2,\]所以在 $\triangle A{B_1}{D_1}$ 中,由余弦定理\[\cos \theta = \dfrac{{AB_1^2 + {B_1}D_1^2 - AD_1^2}}{{2A{B_1} \times {B_1}{D_1}}} = \dfrac{{\sqrt {10} }}{10}.\]所以异面直线 $BD$ 与 $A{B_1}$ 所成角的余弦值为 $\dfrac{\sqrt{10}}{10 }$.
  2. 四面体 ${A}{B_1}{D_1}C$ 的体积.
    标注
    答案
    解析
     连 $AC$,$ C{B_1} $,$C{D_1}$,则所求四面体的体积\[\begin{split}V & = {V_{ABCD - {A_1}{B_1}{C_1}{D_1}}} - 4 \times {V_{C - {B_1}{C_1}{D_1}}} \\& = 2 - 4 \times \dfrac{1}{3} \\& = \dfrac{2}{3}.\end{split}\]
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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