二面角的求法(总结)精编版
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二面角求法总结一、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。
例1:(全国卷Ⅰ理)如图,四棱锥S ABCD -中,底面ABCD 为矩形,SD ⊥底面ABCD ,2AD =,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。
练习1:(山东)如图,已知四棱锥P -ABCD ,底面ABCD 为菱形,PA ⊥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PAD 所成最大角的正切值为62,求二面角E —AF —C 的余弦值.二、三垂线法FG三垂线定理:在平面内的一条直线,如果和这个平面的一条斜线的射影垂直,那么它也和这条斜线垂直.通常当点P在一个半平面上则通常用三垂线定理法求二面角的大小。
例2.(山东卷理)如图,在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD为等腰梯形,AB//CD,AB=4, BC=CD=2, AA1=2, E、E1、F分别是棱AD、AA1、AB的中点。
(1)证明:直线EE1//平面FCC1;(2)求二面角B-FC1-C的余弦值。
练习2(天津)如图,在四棱锥ABCDP-中,底面ABCD是矩形.已知60,22,2,2,3=∠====PABPDPAADAB.(Ⅰ)证明⊥AD平面PAB;(Ⅱ)求异面直线PC与AD所成的角的大小;(Ⅲ)求二面角ABDP--的大小.三.补棱法本法是针对在解构成二面角的两个半平面没有明确交线的求二面角题目时,要将两平面的图形补充完整,使之有明确的交线(称为补棱),然后借助前述的定义法与三垂线法解题。
即当二平面没有明确的交线时,一般用补棱法解决例3(湖南)如图所示,四棱锥P -ABCD 的底面ABCD 是边长为1的菱形,∠BCD =60°,E 是CD 的中点,PA ⊥底面ABCD ,PA =2. (Ⅰ)证明:平面PBE ⊥平面PAB ;(Ⅱ)求平面PAD 和平面PBE 所成二面角(锐角)的大小.练习3-1:已知斜三棱柱ABC —A 1B 1C 1的棱长都是a ,侧棱与底面成600的角,侧面BCC 1B 1⊥底面ABC 。
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。
v1.0 可编辑可修改五法求二面角一、 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。
例1如图,四棱锥S ABCD -中,底面ABCD 为矩形,SD ⊥底面ABCD ,2AD =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 AMB --的大小。
练习1如图,已知四棱锥P -ABCD ,底面ABCD 为菱形,PA ⊥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PAD 所成最大角的正切值为62,求二面角E —AF —C 的余弦值.二、三垂线法三垂线定理:在平面内的一条直线,如果和这个平面的一条斜线的射影垂直,那么它也和这条斜线垂直.通常当点P 在一个半平面上则通常用三垂线定理法求二面角的大小。
例2. 如图,在直四棱柱ABCD-A 1B 1C 1D 1中,底面ABCD 为等腰梯形,AB111111ABCD P -ABCD60,22,2,2,3=∠====PAB PD PA AD AB ⊥AD PABPC AD A BD P -- (Ⅰ)证明:平面PBE ⊥平面PAB ;(Ⅱ)求平面PAD 和平面PBE 所成二面角(锐角)的大小.练习3已知斜三棱柱ABC —A 1B 1C 1的棱长都是a ,侧棱与底面成600的角,侧面BCC 1B 1⊥底面ABC 。
(1)求证:AC 1⊥BC ;(2)求平面AB 1C 1与平面 ABC 所成的二面角(锐角)的大小。
四、射影面积法(coss S射影)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。
二面角及其求法总结一、二面角及其平面角的概念 二面角:二面角的平面角:二、作二面角的常用方法 ①定义法②三垂线定理法 ③垂面法三、射影面积法设θ为所求二面角的大小, S 为二面角的一个面内的平面图形的面积, S'为该平面图形在另一个面内的射影所组成的平面图形的面积,则'cos S Sq = α βια-ι-βABOβαlgια βα β ι α βι四、平面法向量法练 习:(1)如图,AB 是圆的直径,PA 垂直圆所在的平面,C 是圆上任一点,则二面角P-BC-A 的平面角为:A.∠ABPB.∠ACPC.∠APCD.都不是(2)在正方体ABCD-A 'B 'C 'D '中,求作二面角B-B 'C-A 的平面角. (3)在正四面体ABCD 中,求作二面角A-BC-D 的平面角.ABCPB A CD B A C D A 'AB 'C'C D 'D B经典例题:如图,PA ⊥平面ABC ,∠ACB=90°,PA=AC=1,BC=2.求(1)二面角A-PC-B 的大小;(2)求二面角A-PB-C 的大小.思路1:思路2:思路3:思路4: P B A C PBACPBAC练习:如图,正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,E ,F ,M ,N 分别是A 1B 1,BC ,C 1D 1,B 1C 1的中点,求二面角M-EF-N 的大小.五、二面角大小求法总结:1、通过求平面角;2、向量法;3、射影面积法. 六、课后巩固1、四棱锥P-ABCD 中,底面ABCD 是正方形,PD ⊥面ABCD,PD=AD.求面PAD 和面PBC 所成二面角的大小.2、如图,长方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,底面ABCD 为正方形,AA 1=2AB=4,点E 在CC 1上且C 1E=3EC 。
(Ⅰ)证明:A 1C ⊥平面BED ;(Ⅱ)求二面角A 1-DE-B 的大小.MA C 1B 1A 1N FE D CB D 1 PADBCA 1 D 1 C 1B 1 ABCE D。
好资料学习-----二面角大小的几种求法二面角的大小往往转化一般而言,二面角大小的求法中知识的综合性较强,方法的灵活性较大,主要是利用平面几何、立体在其求解过程中,为其平面角的大小,从而又化归为三角形的内角大小,根据不同问题给出的几何背景,恰在此时当选几何、三角函数等重要知识。
求二面角大小的关键是,择方法,作出二面角的平面角,有时亦可直接运用射影面积公式求出二面角的大小。
) 寻找有棱二面角的平面角的方法( 定义法、三垂线法、垂面法、射影面积法I.,过该点在两个半一、定义法:利用二面角的平面角的定义,在二面角的棱上取一点(特殊点)要注意用这是一种最基本的方法。
两射线所成的角就是二面角的平面角,平面内作垂直于棱的射线,来找出平面角。
二面角的平面角定义的三个“主要特征”oo ACB=90的大小。
,求二面角CB、CP、,∠PCA=∠PCB=60B-PC-A,∠例空间三条射线CA PD AE CαB FEF.上的点D分别作,连BCDF⊥于FDE⊥AC于E,PC解:过0 PCB=60,B-PC-AEDF为二面角的平面角,设CD=a,∵∠PCA=∠∴∠0DE=DF=,∴,,又∵∠ACB=90,∴CE=CF=2aEF=a22a32221a3a3?a8?EDF=∴∠?23a?320 A-PB-C,求二面角的余弦值。
CPA=60APB=1. 在三棱锥P-ABC中,BPC=P QMNA BC更多精品文档.-----好资料学习的大小。
β,求∠APBPB⊥β,B∈α-β等于120°,PA⊥,A∈α,а2. 如图,已知二面角α-PAOB的PA=AB=a,求二面角B-PC-DPA3. 在四棱锥P-ABCD中,ABCD是正方形,⊥平面ABCD,大小。
PHDAjBC用三垂线定理或逆定理作出二面已知二面角其中一个面内一点到一个面的垂线,二、三垂线法:角的平面角。
,,∠ABC=30°⊥平面ABCD,PA=AB=a 在四棱锥P-ABCD中,ABCD是平行四边形,PA 例P-BC-A的大小。
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。
求二面角的五种方法一、定义法:由图形的特殊条件按定义直接作出. 如在空间四边形ABCD 中, AB =AC , DB =DC , 求二面角A -BC -D 的大小.例1如图, 过正方形ABCD 的顶点A 作PA ⊥平面ABCD , 设PA =A B=a ,求二面角B -PC -D 的大小.例2二面角α-BC -β大小为120°, A ∈α,B ∈β, 且AB ⊥BC , BC ⊥CD ,AB =BC =CD =1, 求二面角A -BD -C 的正切值.例3如图, 已知四面体SABC 中, ∠ASB =2π,∠ASC =α(0<α<2π), ∠CSB =β(0<β<2π), 二面角A -SC -B 的大小为θ, 求证:θ=π-arccos(cos α·cot β).二、垂面法:通过作二面角棱的垂面, 此垂面与二面角的两个面所交的两条射线构成的角就是这个二面角的平面角.例4⑴空间三条射线PA ,PB ,PC 不共面, 若∠APC =∠APB =60°,∠BPC =90°, 则二面角B -PA -C 的大小是______;⑵已知∠AOB =90°, 过O 点引∠AOB 所在平面的斜线OC , 使它与OA ,OB 分别成45°,60°的角, 则二面角A -OC -B 的余弦值为______.例5如图, 在△ABC 中, AB ⊥BC , SA ⊥平面ABC , DE 垂直平分SC , 且分别交AC ,SC 于D ,E , 又SA =AB , SB =BC , 求二面角E -BD -C 的大小.三、延伸法:若所求的两个面只有一个公共点是已知的, 因此要把两个面延伸面得到二面角的棱, 然后再求出它的平面角.例6直角梯形ABCD 中, AB ⊥AD , AD ⊥CD , AB =2, CD =4, 平面PAD ⊥平面ABCD , △PBC 是边长为10的正三角形, 求平面PAD 和平面PBC 所成二面角的大小.例7设正方体ABCD-A1B1C1D1中, E为AA1中点, 求平面B1DE和底面ABCD所成二面角的大小.四、垂线法:利用三垂线定理或其逆定理作出平面角.例8已知由O点出发的三条射线OA,OB,OC不共面,且∠AOB=∠AOC, 求证:二面角A-OB-C与二面角A-OC-B相等.例9二面角M-CD-N中, A为平面M上一定点, △ADC的面积为定值S, DC=a,B为平面N内一点, AB⊥CD, 若AB与平面N成30°角, 求面积△BCD的最大值, 并求此时二面角M-CD-N的大小.五、射影法:若多边形面积为S, 它在一个平面上的射影的面积为S0, 则多边形所在平面与这个平面所成的二面角θ, 满足S0=S cosθ, 利用这个公式求二面角的方法称“射影法”, 射影法对于解决棱不太明显的二面角问题有独特的作用.例10过正方形ABCD的顶点A作线段PA⊥平面ABCD, 若AB=PA, 则平面ABP与平面CDP所成的二面角为( )A. 30°B. 45°C. 60°D. 90°例11 P是正方形ABCD所在平面外一点, △PAB是正三角形, 且平面PAB⊥平面ABCD,求二面角P-AC-B的大小.友情提示:本资料代表个人观点,如有帮助请下载,谢谢您的浏览!。
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。
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:。
二面角的求法总结
嘿,朋友们!今天咱就来好好聊聊二面角的求法总结!咱就说,这二面角啊,那可是立体几何里的一块儿硬骨头呀!
比如说,想象一下,有两个平面,就像两面墙似的,它们相交的那个角,那就是二面角啦!那怎么求这个角呢?咱可以用定义法呀!就像你要找到一个秘密宝藏的入口一样,得仔细去找那个关键的角。
比如有个图形,你通过仔细分析找到那两个平面的交线,然后在交线上找个点,向两个面做垂线,这垂线和交线组成的角不就是咱要找的二面角嘛!
还有三垂线法呢!你看,这就好比有个侦探在找线索,通过一些蛛丝马迹,运用三垂线定理来找到二面角。
比如说有个立体图形摆在那,你得开动脑筋,找出那些隐藏的垂线,然后顺着这个线索求出二面角,是不是很神奇?
再来说说射影面积法!哇哦,这可有意思啦!就像给一个物体照影子,通过影子的大小和形状来推断物体本身。
比如有个复杂的图形,你通过求出某个面在另一个面上的射影面积,再结合它们之间的关系,就能求出二面角啦,多有意思呀!
向量法你们可不能忘啊!这就像拥有了超能力一样,可以用向量这个强大的工具来解决二面角问题。
想象你是个超级英雄,拿着向量这个武器,勇敢地冲向那个复杂的立体图形,几下子就把二面角给搞定了!
总之,求二面角的方法那可真是多种多样啊!我们得像探险家一样,根据不同的情况选择合适的方法,不断去探索,去发现!我觉得吧,只要我们用心去学,认真去钻研,就没有搞不定的二面角!大家一起加油哦,让我们在数学的世界里尽情遨游吧!。