线面角的三种求法
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线面角的三种求法1.直接法:平面的斜线与斜线在平面内的射影所成的角即为直线与平面所成的角。
通常是解由斜线段,垂线段,斜线在平面内的射影所组成的直角三角形,垂线段是其中最重要的元素,它可以起到联系各线段的作用。
例1 (如图1 )四面体 ABCS中,SA,SB,SC 两两垂直,/ SBA=45 , / SBC=60 , M 为 AB的中点,求(1)BC与平面SAB所成的角。
(2) SC与平面ABC所成的角。
解:(1)•/ SC± SB,SC丄 SA,••• SC丄平面SAB 故SB是斜线BC在平面SAB上的射影,•••/ SBC是直线BC与平面SAB所成的角为60°。
(2)连结 SM,CM,贝U SM 丄 AB,又••• SC± AB, • AB 丄平面 SCM,•••面ABC丄面SCM过S作SH丄CM于H, 则SH丄平面 ABC•CH即为SC在面ABC内的射影。
/ SCH为SC与平面ABC所成的角。
sin / SCH=SH /SC•SC与平面ABC所成的角的正弦值为V 7/7(“垂线”是相对的, SC是面SAB的垂线,又是面 ABC的斜线.作面的垂线常根据面面垂直的性质定理,其思路是:先找出与已知平面垂直的平面,然后一面内找出或作出交线的垂线,则得面的垂线。
)2.利用公式sin 0 =h/ i其中0是斜线与平面所成的角, h是垂线段的长,i是斜线段的长,其中求出垂线段的长(即斜线上的点到面的距离)既是关键又是难点,为此可用三棱锥的体积自等来求垂线段的长。
例2 (如图 2)长方体 ABCD-A 1B1C1D1 , AB=3 ,BC=2, A 1A= 4 ,求 AB 与面 AB1C1D解:设点 B 到AB i C i D 的距离为h,T V B - ABC =V A -BBC.'. 1 / 3 S ^ ABC h= 1/3 SM BC AB ,易得 h=12/ 5 设AB 与 面A B 1C 1D 所成的角为0 ,则sin 0 =h/AB=4 /5图2 3. 利用公式 cos 0 =cos 0 i cos 0 2已知,如图,AO 是平面〉的斜线,A 是斜足,0B 垂直于平面 直线AB 是斜线在平面a 内的射影。
几何法求线线角、线面角、二面角常考题型题型一平行四边形平移法求线线角 4题型二中位线平移法求线线角 5题型三补形平移法求线线角 5题型四作垂线法求线面角 6题型五等体积法求线面角 7题型六定义法求二面角 7题型七三垂线法求二面角 8题型八垂面法求二面角 9题型九补棱法求二面角 10题型十射影面积法求二面角 11知识梳理一、线线角的定义与求解线线角主要是求异面直线所成角。
1、线线角的定义:①定义:设a,b是两条异面直线,经过空间任一点O作直线a ⎳a,b ⎳b,把a 与b 所成的锐角或直角叫做异面直线a,b所成的角(或夹角)②范围:0,π22、求异面直线所成角一般步骤:(1)平移:选择适当的点,线段的中点或端点,平移异面直线中的一条或两条成为相交直线.(2)证明:证明所作的角是异面直线所成的角.(3)寻找:在立体图形中,寻找或作出含有此角的三角形,并解之.(4)取舍:因为异面直线所成角θ的取值范围是0,π2,所以所作的角为钝角时,应取它的补角作为异面直线所成的角.3、可通过多种方法平移产生,主要有三种方法:①平行四边形平移法;②中位线平移法;③补形平移法(在已知图形中,补作一个相同的几何体,以便找到平行线).二、线面角的定义与求解1、线面角的定义:平面的一条斜线和它在平面上的射影所成的锐角,取值范围:[0°,90°]2、垂线法求线面角(也称直接法):(1)先确定斜线与平面,找到线面的交点B为斜足;找线在面外的一点A,过点A向平面α做垂线,确定垂足O;(2)连结斜足与垂足为斜线AB在面α上的投影;投影BO与斜线AB之间的夹角为线面角;(3)把投影BO与斜线AB归到一个三角形中进行求解(可能利用余弦定理或者直角三角形)。
3、公式法求线面角(也称等体积法):用等体积法,求出斜线P A在面外的一点P到面的距离,利用三角形的正弦公式进行求解。
公式为:sinθ=h,其中θ是斜线与平面所成的角,h是垂线段的长,l是斜线段的长。
求线面角的三种常见思路方法线面角是指直线与平面之间所形成的角,是几何学中一个重要的概念。
解线面角问题可以采用以下三种常见的思路方法:思路一:利用平行线的性质在解线面角问题时,常常会涉及到平行线的性质。
根据平行线的特征,可以使用以下思路来解决线面角问题:1.利用平行线的对应角相等和内错角相等性质。
如果已知两条直线平行,可以利用对应角相等和内错角相等的性质来求解线面角。
通过对已知条件进行分析,找到与线面角有关的对应角或内错角,利用性质得到所求的线面角的大小。
2.利用平行线与截线的交角性质。
当一条直线与两条平行线相交时,可以利用平行线与截线的交角性质来求解线面角。
根据已知条件,找到已知直线与平行线之间的交角,利用交角的性质计算出线面角的大小。
思路二:利用投影思想在解线面角问题时,可以利用投影的概念,将线面角问题转化为由线段形成的平面角的问题。
通过以下思路来解决线面角问题:1.利用垂直平分线的性质。
如果已知一条线段与平面之间的夹角,并且该线段的中垂线与平面垂直相交,就可以利用垂直平分线的性质求解线面角。
通过画出线段的垂直平分线,找到与线面角有关的平面角,根据平面角的性质计算出线面角的大小。
2.利用投影线段的长度比例。
当已知一条线段与平面之间的夹角,并且该线段在平面上的投影与线段本身的长度之间存在一定的比例关系时,可以利用投影线段的长度比例求解线面角。
通过给出的长度比例关系,利用投影线段的性质计算出线面角的大小。
思路三:利用旋转思想在解线面角问题时,可以借助旋转的概念,将线段或线面角问题转化为更容易解决的问题。
以下是利用旋转思想解决线面角问题的方法:1.利用其中一直线的旋转。
如果已知一条直线与平面之间的夹角,并且可以将该直线绕一个点旋转,使旋转后的直线与平面重合或相切,就可以利用旋转后的性质来求解线面角。
通过旋转后的直线与平面的位置关系,找到与线面角有关的平面角,根据平面角的性质求解线面角的大小。
2.利用绕轴旋转。