二面角的求法(精华版)分享资料
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二面角的求法公式
二面角的求法有多种,以下是其中的一些:
1. 一般求法:先找到二面角的平面角,然后用量角器直接测量。
2. 法向量法:利用向量的数量积来求二面角。
设两个法向量分别为
$\mathbf{a}$ 和 $\mathbf{b}$,则二面角的大小为
$\arccos(\frac{\mathbf{a} \cdot \mathbf{b}}{\mathbf{a} \times
\mathbf{b}})$。
3. 平行向量法:利用向量的平行性质来求二面角。
设两个平行的向量分别为$\mathbf{a}$ 和 $\mathbf{b}$,则二面角的大小为
$\arccos(\frac{\mathbf{a} \cdot \mathbf{b}}{\mathbf{a} \times
\mathbf{b}})$。
4. 方程方法:利用空间几何的知识,建立二面角的方程,然后求解。
这些方法各有优缺点,具体使用哪种方法需要根据具体的情况来决定。
二面角的多种求法1.概念法例1:如图所示,在四面体ABCD 中,1AC AB ==,2CD BD ==,3AD =。
求二面角A BC D --的大小。
分析:四面体ABCD 的各个棱长都已经给出来了,这是一个典型的根据长度求角度的问题。
解:设线段BC 的中点是E ,接AE 和DE 。
根据已知的条件1AC AB ==,2CD BD ==,可以知道AE BC ⊥且DE BC ⊥。
又BC 是平面ABC 和平面DBC 的交线。
根据定义,可以得出:AED ∠即为二面角A BC D --的平面角。
可以求出32AE =,3DE =3AD =。
根据余弦定理知:22222233)372cos 243232AE DE ADAED AE DE+-+-∠==-⨯⨯⨯即二面角A BC D --的大小为7arccos4π-。
例2:如图所示,ABCD 是正方形,PB ABCD ⊥平面,1PB AB ==,求二面角A PD C --的大小。
解:作辅助线CE PD ⊥于点E ,连接AC 、AE 。
由于AD CD =,PA PC =,所以PAD PCD ≅三角形三角形。
即AE PD ⊥。
由于CE PD ⊥,所以AEC ∠即为所求的二面角的大小。
通过计算可以得到:2PC =3PD =,又1CD =,在三角形PCD 中可以计算得到63CE =。
由此可以得到:63AE CE ==,又2AC =。
由余弦定理:222222133cos 22223AE CE AC AEC AE AC +-+-∠===-⋅⋅即:23AEC π∠=。
2.空间变换法空间变换法指的是基本的空间方法,包括三垂线法、补角法、垂面法、切平面法等方法。
下面用例3介绍三垂线法、补角法和垂面法。
例3:如图所示,现有平面α和平面β,它们的交线是直线DE ,点F 在平面α内,点C 在平面β内。
求二面角F DE C --的大小。
分析:过点C 作辅助线CA 垂直于DE ,作CB 垂直于平面β于点B 。
高中数学二面角公式是:θ=π-α。
二面角一般都是在两个平面的相交线上,取恰当的点,经常是端点和中点。
过这个点分别在两平面做相交线的垂线,然后把两条垂线放到一个三角形中考虑。
有时也经常做两条垂线的平行线,使他们在一个更理想的三角形中。
由公式S射影=S斜面cosθ,作出二面角的平面角直接求出。
运用这一方法的关键是从图中找出斜面多边形和它在有关
平面上的射影,而且它们的面积容易求得。
也可以用解析几何的办法,把两平面的法向量n1,n2的坐标求出来。
然后根据n1·n2=|n1||n2|cosα,θ=α为两平面的夹角。
这里需要注意的是如果两个法向量都是垂直平面,指向两平面内,所求两平面的夹角θ=π-α。
二面角的通常求法:
1、由定义作出二面角的平面角;
2、作二面角棱的垂面,则垂面与二面角两个面的交线所成的角就是二面角的平面角;
3、利用三垂线定理(逆定理)作出二面角的平面角;
4、空间坐标求二面角的大小。
(1)二面角定义的回顾:从一条直线出发的两个半平面所组成的图形就叫做二 面角。
二面角的大小是用二面角的平面角来衡量的。
而二 面角的平面角是指在二面角βα--l 的棱上任取一点O , 分别在两个半平面内作射线l BO l AO ⊥⊥,,则AOB ∠βα--l 的平面角。
(2)二面角的通常求法a.由定义作出二面角的平面角;b.作二面角棱的垂面,则垂面与二面角两个面的交线所成的角就是二面角的平面角。
c.利用三垂线定理(逆定理)作出二面角的平面角;d.空间坐标求二面角的大小;(法向量法)e .射影面积法例1:在正三角形ABC 中,AD ⊥BC 于D ,沿AD 折成二面角B-AD-C 后,BC=21AB ,求二面角B-AD-C 的大小。
证明:连结BC ,在等边三角形ABC 中设AB=AC=a ,则BD=CD= a例2:(2006年广东高考题)如图右所示,DE AF ,分别是⊙o 、⊙1O 的直径,AD 与两圆所在的平面均垂直,8=AD ,BC 是⊙o的直径,6==AC AB ,AD OE //(1)求二面角F AD B --的大小; 解:(法一)AD 均与两圆所在的平面垂直AF AD AB AD ⊥⊥∴,故BAF ∠是二面角F AD B --的平面角。
ABCA的中点为BC D CDAD BD AD ⊥⊥∴,为二面角C AD B BDC --∠∴21ABBC 21= 又a BC 21=∴为等边三角形BCD ∆∴∠∴060的大小为二面角C AD B --∴BC 是⊙o 的直径,AB=AC∴ BC AO ⊥又AF 是⊙o 的直径∴四边形ABCF 是正方形∴BAF ∠=450即二面角F AD B --的大小为450(法二)运用空间向量坐标运算以A 为原点建立空间直角坐标系A-XYZ ,如图所示: 由(法一)可知:四边形ABCF 是正方形 则A (0,0,0),D (0,0,8) ,B (6,0,0),C (0,6,0),F (6,6,0))0,6,6(),0,6,0(-==∴→→BC AC O DA 圆⊥ ,AC DA ⊥∴又AB AC ⊥ ,→∴AC 是面DAB 的法向量 同理,O DA 圆⊥ , BC DA ⊥∴ 又BC AF ⊥ →∴BC 是面DAF 的法向量2226636||||,cos =⨯=⋅⋅>=<∴→→→→→→BC AC BCAC BC AC∵二面角F AD B--所成的角为锐角 ∴二面角F AD B --的大小为450***(法三)以A 为原点建立空间直角坐标系A-XYZ ,如图所示: 由(法一)可知:四边形ABCF 是正方形 则A (0,0,0),D (0,0,8) ,B (6,0,0),C (0,6,0),F (6,6,0))0,6,6(),8,0,0(),0,0,6(===∴→→→AF AD AB ,设),,(z y x n =→为面DAB 的法向量,则0,0=⋅=⋅→→→→AB n AD n即⎩⎨⎧==⇒⎩⎨⎧==00608y z y z ,令1=x ,则)0,0,1(=→n同理:设),,(z y x m =→为面DAF 的法向量,则)0,1,1(-=→m22211||||,cos =⨯=⋅⋅>=<∴→→→→→→m n mn m n ∵二面角F AD B --所成的角为锐角 ∴二面角F AD B --的大小为450***例3:射影面积法如图5,二面角l αβ--为锐二面角, △ABC 在半 平面α内, △ABC 在平面β内的射影为△A 1B 1C 1,那么二面角l αβ--的大小111 cos A B C ABCS S θθ∆∆=应满足.(思考例题2用射影面积法)。
a O课题3:二面角求法总结一、知识准备1、二面角的概念:从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角, 这条直线叫做二面角的棱, 这两个半平面叫做二面角的面.2、二面角的平面角的概念:平面角是指以二面角的棱上一点为端点,在两个半平面内分别做垂直于棱的两条射线,这两条射线所成的角就叫做该二面角的平面角。
3、二面角的大小范围:[0°,180°]4、 二面角的求解方法对二面角的求解通常是先定位二面角的平面角,从而将三维空间中的求角问题转化为二维空间并可以通过三角形的边角问题加以解决.定位出二面角为解题的关键环节,下面就二面角求解的步骤做初步介绍:一、“找”:找出图形中二面角,若不能直接找到可以通过作辅助线补全图形定位二面角的平面角二、“证”:证明所找出的二面角就是该二面角的平面角 三、“算”:计算出该平面角由于定位二面角的难度较大,对于求解二面角还有一种思路就是绕开定位二面角这一环节,通过一些等价的结论或公式或用空间向量等方法来直接求出二面角的大小.本文将根据这两种解题思路对二面角的解题方法做一一介绍. 5、二面角做法:做二面角的平面角主要的方法有: 6、 (1)、定义法:在棱上取一点,在两个半平面内作垂直于棱的2 条射线,这2条所夹 的角; 7、 (2)、三垂线法:过一个半平面内一点(记为A )做另一个半平面的一条垂线,过这个垂足(记为B )再做棱的垂线,记垂足为C ,连接AC ,则∠ACB 即为该二面角的平面角。
(3)射影法:凡二面角的图形中含有可求原图形面积和该图形在另一个半平面上的射影图形面积的都可利用射影面积公式(cos 斜射S S =θ)求出二面角的大小。
(4)、垂面法:做垂直于棱的一个平面,这个平面与2个半平面分别有一条交线,这2条交线所成的角;(5)无交线的二面角处理方法(6)向量法二、二面角的基本求法及练习1、定义法(从两面内引两条射线与棱垂直,这两条射线可以相交也可异面,从而面面角就转化为线线角来求)从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角, 这条直线叫做二面角的棱, 这两个半平面叫做二面角的面,在棱上取点,分别在两面内引两条射线与棱垂直,这两条垂线所成的角的大小就是二面角的平面角。
解题宝典空间角主要包括异面直线所成的角、直线与平面所成的角、二面角.二面角是指从一条直线出发的两个半平面所组成的图形.求二面角的大小是一类常见的问题.本文重点介绍求二面角大小的四种方法:定义法、向量法、面积投影法、三垂线定理法.一、定义法过二面角棱上的任一点,在两个半平面内分别作与棱垂直的射线,则两射线所成的角叫做二面角的平面角.一般地,要求得二面角的大小只需要求出二面角的平面角的大小即可.在求二面角的大小时,我们可以根据二面角的平面角的定义来求解.首先在二面角的棱上选取一点,在两个面内作棱的垂线,则两条垂线的夹角,即为二面角的平面角,求得平面角的大小即可得到二面角的大小.例题:如图1,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是正方形,点E在棱AA1上,BE⊥EC1.(1)证明:BE⊥EB1C1;(2)若AE=A1E,求二面角B-EC-C1正弦值.图1图2解:(1)略;(2)由(1)知∠BEB1=90°.由题设知Rt△ABE≌Rt△A1B1E,所以∠AEB=45°,故AE=AB,AA1=2AB.如图2所示,在平面BCE内过B点作BM⊥CE于点M,取棱CC1的中点N,连结MN,EN.因为EC1=EC,所以EN⊥CC1,所以ΔCEN为直角三角形.因为BC⊥BE,所以ΔCEB为直角三角形.令AB=1,则BC=NC=1,BE=EN=2,CE=3,所以RtΔBEC≌RtΔNEC,所以MN⊥EC,则∠BMN即为二面角B-EC-C1的平面角.在RtΔBEC中,sin∠BCE=BE CE=BM BC,所以BM=,MN.在ΔBMN中,cos∠BMN=BM2+MN2-BN22BM∙MN=-12,则sin∠BMN=,故二面角B-EC-C1正弦值.利用定义法求二面角的大小的关键是作出二面角的平面角.在作图的过程中要充分利用题目条件中隐含的垂直关系,如等腰三角形三线合一的性质、菱形或正方形的对角线相互垂直、直角三角形中勾股定理及其逆定理等.另外在构造二面角的平面角时,常用的方法还有垂面法,即经过两个面的垂线的平面与两个平面的交线所夹的角即为二面角的平面角.二、三垂线法三垂线法是指利用三垂线定理求作二面角的平面角,求得二面角大小的方法.在求作二面角的平面角时,需过其中一个面内的一点作另一个面的垂线,再经过垂足作棱的垂线,连接该点与棱上的垂足,进而构造出与二面角的平面角相关的角,再结合图形中的垂直关系求得二面角的大小.以上述例题为例.解:如图3,连接BD,AC,交点为O,过点O作CE的垂线,垂足为P,连接BP.由三垂线定理可知BP垂直于CE,所以∠BPO即为所求二面角平面角的补角.设AB=1,由(1)可知AE=1,所以BE=2,CE=3.因为BC⊥BE,所以ΔBCE为直角三角形,所以RtΔBCP∽RtΔBCE.陈秀林图342解题宝典所以BP.在Rt△BOP 中,sin ∠BPO =BC BP=,即所求二面角正弦值为.此法与定义法的不同之处是将所求二面角的相关角置于直角三角形中,从而使解题的过程更加简洁.三、向量法向量法是通过空间向量的坐标运算,将所求的二面角转化为两个平面的法向量的夹角的方法.解题的思路是通过建立空间直角坐标系,求出两个平面的法向量,根据向量的数量积公式求出夹角,再利用法向量的夹角与二面角的关系来确定二面角的大小.值得说明的是,二面角的平面角与法向量的夹角的关系是相等或互补.以上述例题为例.解:(2)由(1)知∠BEB 1=90°.由题设知Rt△ABE ≌Rt△A 1B 1E ,所以∠AEB =45°,故AE =AB ,AA 1=2AB .以D 为坐标原点,建立如图4所示的空间直角坐标系D -xyz ,则C (0,1,0),B (1,1,0),C 1(0,1,2),E (1,0,1),所以 CB =(1,0,0),CE =(1,-1,1),CC 1=(0,0,2).设平面BCE 的法向量为n =(x ,y ,z ),则ìíî CB ∙n =0,CE ∙n =0,即{x =0,x -y +z =0,令y =-1,得n =(0,-1,-1).设平面ECC 1的法向量为m =(x ,y ,z ),则ìíî CC 1∙m =0,CE ∙m =0,即{2z =0,x -y +z =0,令x =1得m=(1,1,0).于是cos m,n =m ∙n |m |∙|n |=-12.所以二面角B -EC-C 1平面角正弦值为.向量的引入降低了立体几何问题的难度,但对同学们的运算能力提出了更高的要求.求法向量的原则是先找后求,即如果存在一条已知的直线与二面角的某一个平面垂直,则该直线的方向向量即可视为此平面的法向量.四、投影法投影法,即为构造出二面角的两个平面中的一个平面在另外一个平面内的投影,从而利用此平面与其投影的夹角θ来判断所求二面角的大小的方法.若该平面与其投影的面积分别为S 1,S 2,则cos θ=S 1S 2.θ与所求二面角的关系有两种,即相等或互补.以上述例题为例.解:如图5,连接BD 交AC 于点O ,连接EO .因为四边形ABCD 为正方形,所以BD ⊥AC ,所以点B 在面C 1CE 内的投影,三角形EOC 为ECB 的投影.设棱AB =1,由(1)可知AE =1,则AC =BE =2,EC =3,所以三角形OCE 的面积为S 1=12∙OC ∙AE =12,三角形BCE 的面积为S 2=12BC ∙BE =12×1×2.所以S 2S 1=42=12.所以面BCE 与面ECC 1所成锐二面角的余弦值为12,故二面角的正弦值为.在本题中,三角形ECB 与其在面ECC 1上的投影EOC 的夹角即为所求二面角的补角,而两角互补,则其正弦值相等,所以可直接利用投影法来求解.一般地,求二面角的问题主要有两类,即求有棱二面角的大小和无棱二面角的大小,虽然图形有所不同,但解题的方法基本上一致.同学们在解题的过程中要注意仔细审题,择优而用.(作者单位:江苏省大丰高级中学)图5图443。
六种方法求二面角从全国19份高考试卷中我们知道,立体几何题中命有求二面角大小的试题共有12份,并都为分值是12分的大题,足以说明这一知识点在高考中的位置,据有关专家分析,它仍然是2010年高考的重点,因此,我们每位考生必须注意,学会其解题方法,掌握其解题技巧,是十分重要的。
一、 定义法:从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角, 这条直线叫做二面角的棱, 这两个半平面叫做二面角的面,在棱上取点,分别在两面内引两条射线与棱垂直,这两条垂线所成的角的大小就是二面角的平面角。
本定义为解题提供了添辅助线的一种规律。
如例1中从二面角S —AM —B 中半平面ABM 上的一已知点(B )向棱AM 作垂线,得垂足(F );在另一半平面ASM 内过该垂足(F )作棱AM 的垂线(如GF ),这两条垂线(BF 、GF )便形成该二面角的一个平面角,再在该平面角内建立一个可解三角形,然后借助直角三角函数、正弦定理与余弦定理解题。
例1(2009全国卷Ⅰ理)如图,四棱锥S ABCD -中,底面ABCD 为矩形,SD ⊥底面ABCD,AD =2DC SD ==,点M 在侧棱SC 上,ABM ∠=60°(I )证明:M 在侧棱SC 的中点 (II )求二面角S AM B --的大小。
证(I )略解(II ):利用二面角的定义。
在等边三角形ABM 中过点B作BF AM ⊥交AM 于点F ,则点F 为AM 的中点,过F 点在平面ASM 内作GF AM ⊥,GF 交AS 于G ,连结AC ,∵△ADC ≌△ADS ,∴AS-AC ,且M 是SC 的中点, ∴AM ⊥SC , GF ⊥AM ,∴GF ∥AS ,又∵F 为AM 的中点,∴GF 是△AMS 的中位线,点G 是AS 的中点。
则GFB ∠即为所求二面角. ∵2=SM ,则22=GF ,又∵6==AC SA ,∴2=AM ∵2==AB AM ,060=∠ABM ∴△ABM 是等边三角形,∴3=BF在△GAB 中,26=AG ,2=AB ,090=∠GAB ,∴211423=+=BG FG366232222113212cos 222-=-=⨯⨯-+=⋅-+=∠FB GF BG FB GF BFG ∴二面角S AM B --的大小为)36arccos(-练习1(2008山东)如图,已知四棱锥P -ABCD ,底面ABCD 为菱形,P A ⊥平面ABCD ,60ABC ∠=︒,E ,F 分别是BC , PC 的中点. (Ⅰ)证明:AE ⊥PD ;(Ⅱ)若H 为PD 上的动点,EH 与平面P AD 所成最大角E —AF —C 的余弦值. 分析:第1题容易发现,可通过证AE ⊥AD 后推出AE ⊥平面APD ,使命题获证,而第2题,则首先必须在找到最大角正切值有关的线段计算出各线段的长度之后,考虑到运用在二面角的棱AF 上找到可计算二面角的平面角的顶点S ,和两边SE 与SC ,进而计算二面角的余弦值。
五法求二面角一、 定义法:从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角, 这条直线叫做二面角的棱, 这两个半平面叫做二面角的面,在棱上取点,分别在两面内引两条射线与棱垂直,这两条垂线所成的角的大小就是二面角的平面角。
本定义为解题提供了添辅助线的一种规律。
如例1中从二面角S —AM —B 中半平面ABM 上的一已知点(B )向棱AM 作垂线,得垂足(F );在另一半平面ASM 内过该垂足(F )作棱AM 的垂线(如GF ),这两条垂线(BF 、GF )便形成该二面角的一个平面角,再在该平面角内建立一个可解三角形,然后借助直角三角函数、正弦定理与余弦定理解题。
例1如图,四棱锥S ABCD -中,底面ABCD 为矩形,SD ⊥底面ABCD,AD 2DC SD ==,点M 在侧棱SC 上,ABM ∠=60°(I )证明:M 在侧棱SC 的中点 (II )求二面角S AM B --的大小。
证(I )略解(II ):利用二面角的定义。
在等边三角形ABM 中过点B 作BF AM ⊥交AM 于点F ,则点F 为AM 的中点,过F 点在平面ASM 内作GF AM ⊥,GF 交AS 于G ,连结AC ,∵△ADC ≌△ADS ,∴AS-AC ,且M 是SC 的中点, ∴AM ⊥SC , GF ⊥AM ,∴GF ∥AS ,又∵F 为AM 的中点,∴GF 是△AMS 的中位线,点G 是AS 的中点。
则GFB ∠即为所求二面角. ∵2=SM ,则22=GF ,又∵6==AC SA ,∴2=AM ∵2==AB AM ,060=∠ABM ∴△ABM 是等边三角形,∴3=BF在△GAB 中,26=AG ,2=AB ,090=∠GAB ,∴211423=+=BG 366232222113212cos 222-=-=⨯⨯-+=⋅-+=∠FB GF BG FB GF BFG ∴二面角S AM B --的大小为)36arccos(-FGFG练习1如图,已知四棱锥P -ABCD ,底面ABCD 为菱形,P A ⊥平面ABCD ,60ABC ∠=︒,E ,F 分别是BC , PC 的中点. (Ⅰ)证明:AE ⊥PD ;(Ⅱ)若H 为PD 上的动点,EH 与平面P AD 所成最大角的正切值为2E —AF —C 的余弦值. 分析:第1题容易发现,可通过证AE ⊥AD 后推出AE ⊥平面APD ,使命题获证,而第2题,则首先必须在找到最大角正切值有关的线段计算出各线段的长度之后,考虑到运用在二面角的棱AF 上找到可计算二面角的平面角的顶点S ,和两边SE 与SC ,进而计算二面角的余弦值。
求二面角的六种常规方法二面角是指两个平面或两条直线的交角,常见的二面角有以下六种常规方法:1.夹角法:即利用两个平面的夹角来计算二面角。
给定两个平面,可以通过计算它们的法向量之间的夹角来得到二面角。
这个方法常用于计算两个平面的夹角,如计算棱镜的二面角、计算物体的棱角二面角等。
2.夹线法:这种方法主要用于计算两条直线的交角。
给定两条直线,可以通过计算它们的斜率之差来得到交角。
这个方法常用于计算直线的交角,如计算两个平面的交线的二面角、计算两个物体的接触面边缘的二面角等。
3.余角法:这种方法是在夹角法的基础上进行的改进。
给定两个平面或两条直线的夹角,可以通过计算其余角来得到二面角。
余角是指二面角的补角,即与二面角相加等于180度的角。
通过计算余角,可以得到二面角的大小和方向。
4.三角函数法:利用三角函数的性质,可以通过已知的边长或角度来求解二面角。
根据已知的边长和角度,可以使用正弦、余弦或正切函数等来求解二面角。
这个方法在计算复杂的三维图形或角度时非常有效。
5.矢量法:这种方法利用矢量的性质来计算二面角。
给定两个平面或两条直线的法向量,可以通过计算它们的夹角来得到二面角。
矢量法常用于计算立体图形的面角二面角、计算两个物体的平行面边缘的二面角等。
6.投影法:这种方法利用到给定的图形在投影面上的投影来计算二面角。
给定两个平面或两条直线的投影面,可以通过计算它们的投影线之间的夹角来得到二面角。
投影法常用于计算物体的棱角二面角、计算物体在投影面上的映射角等。
以上六种常规方法是计算二面角常用的方法,根据具体情况选择合适的方法进行计算,可以提高计算的准确性和效率。
⽴体⼏何中⼆⾯⾓8个常⽤求法
⼆⾯⾓定义的回顾:
⼆⾯⾓的通常求法
1、由定义作出⼆⾯⾓的平⾯⾓;
2、利⽤三垂线定理(逆定理)作出⼆⾯⾓的平⾯⾓;
3、作⼆⾯⾓棱的垂⾯,则垂⾯与⼆⾯⾓两个⾯的交线所成的⾓就是⼆⾯⾓的平⾯⾓。
4、空间坐标法求⼆⾯⾓的⼤⼩
5、平移或延长(展)线(⾯)法
6、射影公式S射影=S斜⾯cosθ
7、化归为分别垂直于⼆⾯⾓的两个⾯的两条直线所成的⾓
⼀、利⽤定义作出⼆⾯⾓的平⾯⾓,并设法求出其⼤⼩。
⼆、三垂线定理(逆定理)法
由⼆⾯⾓的⼀个⾯上的斜线(或它的射影)与⼆⾯⾓的棱垂直,推得它位于⼆⾯⾓的另⼀的⾯上的射影(或斜线)也与⼆⾯⾓的棱垂直,从⽽确定⼆⾯⾓的平⾯⾓。
四、找(作)公垂⾯法
由⼆⾯⾓的平⾯⾓的定义可知两个⾯的公垂⾯与棱垂直,因此公垂⾯与两个⾯的交线所成的⾓,就是⼆⾯⾓的平⾯⾓。
五、平移或延长(展)线(⾯)法
将图形中有关线段或平⾯进⾏平移或延长(展),以其得到⼆⾯⾓的两个平⾯的交线。
图⼆:
六、射影公式
由公式S射影=S斜⾯cosθ,作出⼆⾯⾓的平⾯⾓直接求出。
运⽤这⼀⽅法的关键是从图中找出斜⾯多边形和它在有关平⾯上的射影,⽽且它们的⾯积容易求得。
图⼆:
七、化归为分别垂直于⼆⾯⾓的两个⾯的两条直线所成的⾓
图⼆:
图三:
⼋、空间向量求解⼆⾯⾓
求解⼆⾯⾓⼤⼩的⽅法很多,诸如定义法、三垂线法、垂⾯法、射影法、向量法等若⼲种。
⽽这些⽅法中最简单易学的就是向量法。
图⼆:
图四:
图五:
图六:
图七:
图⼋:
图九:
图⼗:。
平面角做法作二面角的平面角的常用方法有以下几种:1、定义法:在棱上取一点A,然后在两个平面内分别作过棱上A点的垂线。
有时也可以在两个平面内分别作棱的垂线,再过其中的一个垂足作另一条垂线的平行线。
2、垂面法:作与棱垂直的平面,则垂面与二面角两个面的交线所成的角就是二面角的平面角3、面积射影定理:二面角的余弦值等于某一个半平面在另一个半平面的射影的面积和该平面自己本身的面积的比值。
即公式cosθ=S'/S(S'为射影面积,S为斜面面积)。
运用这一方法的关键是从中找出斜面多边形和它在有关平面上的射影,而且它们的面积容易求得。
4、三垂线定理及其逆定理法:先找到一个平面的垂线,再过垂足作棱的垂线,连接两个垂足即得二面角的平面角。
5、向量法:分别作出两个半平面的法向量,由向量夹角公式求得。
二面角就是该夹角或其补角。
6、转化法:在二面角α-l-β其中一个半平面α上找一点P,求出P到β的距离h和P到l的距离d,那么arcsin(h/d)(二面角为锐角)或π-arcsin(h/d)(二面角为钝角)就是二面角的大小。
7、异面直线的距离法:设二面角为C-AB-D,其中AC和BD互为异面直线且AC⊥AB,BD⊥AB(即AB是异面直线AC和BD的公垂线)。
设AB=d,CD=l,AC=m,BD=n,根据来求异面直线所成角θ。
利用该方法求θ必须先由图像判断二面角是锐角还是钝角。
如果是锐角,那么取正号;钝角,那么取负号。
待求出θ以后,如果二面角是锐角,那么二面角的大小就是θ;钝角,那么二面角的大小就是π-θ。
其中,(1)、(2)点主要是根据定义来找二面角的平面角。
二面角一般都是在两个平面的相交线上,取恰当的点,经常是端点和中点。
过这个点分别在两平面做相交线的垂线,然后把两条垂线放到一个三角形中考虑。
有时也经常做两条垂线的平行线,使他们在一个更理想的三角形中。