立方体 8 个顶点任意两个顶点所在的直线中,异面直线共有_______对.
答案 174.
解析 考虑直线对的总数,为(82)(62)2!=210.
其中共面的 4 点组有 12 个(6 个面以及 6 个对角面),每个 4 点组构成 3 对共面直线,因此所求异面直线对数为 210−12⋅3=174.
另法 考虑 8 个顶点中选出 4 个顶点构成不同的三棱锥的个数.按上下底面所取顶点个数分类,可得三棱锥有2(41)(43)+(42)(42)−4⋅2−2=58,
每个三棱锥对应 3 对异面直线,因此所求异面直线共有 58⋅3=174 对.