设正八面体的棱长为4a,以中心O为原点,对角线DB、AC、QP为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,则A(0,-2a,0)、B(2a,0,0)、C(0,2a,0)、P(0,0,2a),设E为BC的中点,连接PE、QE、OE,则∠PEQ=2∠PEO即为所求二面角的平面角;设n=(x,y,z)是AB与PC的公垂线的一个方向向量,则有n•=x+y=0,n•=y-z=0,解得n=(-1,1,1),所以向量=(-2a,2a,0)在n上的射影长d==即为所求.
【解析】
如图,设正八面体的棱长为4a,以中心O为原点,
对角线DB、AC、QP为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,
则A(0,-2a,0)、B(2a,0,0)、C(0,2a,0)、
P(0,0,2a),设E为BC的中点,连接PE、QE、OE,
则∠PEQ=2∠PEO即为所求二面角的平面角,∵OE=2a,OP=2a,
∴tan∠PEO=,∠PEQ=2arctan.
设n=(x,y,z)是AB与PC的公垂线的一个方向向量,
则有n•=x+y=0,n•=y-z=0,解得n=(-1,1,1),
所以向量=(-2a,2a,0)在n上的射影长d==即为所求.