直线l1l_{1}的方向向量为e1→=(0,0,1)\overrightarrow {e_{1}}=(0,0,1),直线l2l_{2}的方向向量为e2→=(0,3,1)\overrightarrow {e_{2}}=(0,\sqrt{3},1),则直线l1l_{1}与l2l_{2}所成角的大小为 ___.

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完整解法

1. 计算两直线方向向量的数量积以及各自的模

已知直线 l1l_{1} 和 l2l_{2} 的方向向量分别为 e1→=(0,0,1)\overrightarrow{e_{1}}=(0,0,1),e2→=(0,3,1)\overrightarrow{e_{2}}=(0,\sqrt{3},1)。\n首先计算这两个向量的数量积:\ne1→⋅e2→=0×0+0×3+1×1=1\overrightarrow{e_{1}} \cdot \overrightarrow{e_{2}} = 0 \times 0 + 0 \times \sqrt{3} + 1 \times 1 = 1\n接着计算两向量的模:\n∣e1→∣=02+02+12=1|\overrightarrow{e_{1}}| = \sqrt{0^{2} + 0^{2} + 1^{2}} = 1\n∣e2→∣=02+(3)2+12=4=2|\overrightarrow{e_{2}}| = \sqrt{0^{2} + (\sqrt{3})^{2} + 1^{2}} = \sqrt{4} = 2

2. 计算两方向向量夹角的余弦值

设两方向向量 e1→\overrightarrow{e_{1}} 与 e2→\overrightarrow{e_{2}} 的夹角为 θ\theta,则其夹角的余弦值为:\ncos⁡θ=e1→⋅e2→∣e1→∣⋅∣e2→∣=11×2=12\cos \theta = \dfrac{\overrightarrow{e_{1}} \cdot \overrightarrow{e_{2}}}{|\overrightarrow{e_{1}}| \cdot |\overrightarrow{e_{2}}|} = \dfrac{1}{1 \times 2} = \dfrac{1}{2}

3. 求出直线 $l_{1}$ 与 $l_{2}$ 所成角的大小

由于直线的夹角范围为 [0,π2]\left[0, \dfrac{\pi}{2}\right],而向量夹角 θ∈[0,π]\theta \in [0, \pi]。\n因为 cos⁡θ=12>0\cos \theta = \dfrac{1}{2} > 0,所以直线 l1l_{1} 与 l2l_{2} 所成的角大小即为向量 e1→\overrightarrow{e_{1}} 与 e2→\overrightarrow{e_{2}} 的夹角,其大小为 π3\dfrac{\pi}{3}。

答案

π3\dfrac{\pi}{3}

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