异面直线所成角详解
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异面直线所成角的几种求法仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢2异面直线所成角的几种求法异面直线所成角的大小,是由空间一点分别引它们的平行线所成的锐角(或直角)来定义的。
因此,通常我们要求异面直线所成的角会要求学生通过平移直线,形成角,然后在某个三角形中求出角的方法来得到异面直线所成角的大小。
在这一方法中,平移直线是求异面直线所成角的关键,而如何平移直线要求学生有良好的空间观和作图能力。
一、向量法求异面直线所成的角例1:如图,在正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,E 、F 分别是相邻两侧面BCC 1B 1及CDD 1C 1的中心。
求A 1E 和B 1F 所成的角的大小。
解法一:(作图法)作图关键是平移直线,可平移其中一条直线,也可平移两条直线到某个点上。
作法:连结B 1E ,取B 1E 中点G 及A 1B 1中点H , 连结GH ,有GH//A 1E 。
过F 作CD 的平行线RS , 分别交CC 1、DD 1于点R 、S ,连结SH ,连结GS 。
由B 1H//C 1D 1//FS ,B 1H=FS ,可得B 1F//SH 。
在△GHS 中,设正方体边长为a 。
GH=46a (作直线GQ//BC 交BB 1于点Q , B A CD FEB 1 A 1 D 1C 1G HSRPQ仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢3连QH ,可知△GQH 为直角三角形),HS=26a (连A 1S ,可知△HA 1S 为直角三角形), GS=426a (作直线GP 交BC 于点P ,连PD ,可知四边形GPDS 为直角梯形)。
∴Cos ∠GHS=61。
所以直线A 1E 与直线B 1F解法二:(向量法)分析:因为给出的立体图形是一个正方体, 所以可以在空间建立直角坐标系,从而可以利用 点的坐标表示出空间中每一个向量,从而可以用 向量的方法来求出两条直线间的夹角。
以B 为原点,BC 为x 轴,BA 为y 轴,BB 1为z 轴,设BC 长度为2。
异面直线所成角的定义
异面直线是指空间中不在同一平面上的直线。
一般情况下,异面直线是无法相交的,
它们之间不具有任何交点,但它们的方向可以有交叉或相互平行的情况。
二、异面直线的性质
1.异面直线不在同一平面上,它们之间的距离是有限的,可以用它们最短距离来表示。
2.两条异面直线的方向可以有交叉或相互平行的情况。
3.异面直线不存在交点,但它们可以相互延长。
4.异面直线与同一平面上的直线的交点可以为零个或无限个。
异面直线所成角是指两条异面直线之间的夹角,它是两条异面直线在空间中的相对位
置关系的体现。
1.当两条异面直线相交时,它们所成的角度等于它们在交点处的夹角。
3.当两条异面直线相交且不在同一平面上时,它们所成的角度可以通过向量叉积计算。
异面直线所成角不仅是数学上的概念,还在实际问题中具有重要的应用价值。
例如,
在三维几何中,异面直线的夹角常常用于计算空间角的大小,如在机械加工和建筑设计中,需要计算两个不在同一平面上的部件之间的角度大小,这时就需要运用异面直线所成角的
概念进行计算。
在物理学和工程学中,异面直线所成角也经常被用来描述电场、电磁场、
热力学等物理量的性质。
因此,理解异面直线所成角的定义和计算方法,不仅有助于我们
加深对空间几何的认识,同时也有助于我们解决实际问题。
第 1 页 共 3 页异面直线所成角的几种求法异面直线所成角的大小,是由空间一点分别引它们的平行线所成的锐角(或直角)来定义的。
因此,通常我们要求异面直线所成的角会要求学生通过平移直线,形成角,然后在某个三角形中求出角的方法来得到异面直线所成角的大小。
在这一方法中,平移直线是求异面直线所成角的关键,而如何平移直线要求学生有良好的空间观和作图能力。
一、向量法求异面直线所成的角例1:如图,在正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,E 、F 分别是相邻两侧面BCC 1B 1及CDD 1C 1的中心。
求A 1E 和B 1F 所成的角的大小。
解法一:(作图法)作图关键是平移直线,可平移其中一条直线,也可平移两条直线到某个点上。
作法:连结B 1E ,取B 1E 中点G 及A 1B 1中点H ,连结GH ,有GH//A 1E 。
过F 作CD 的平行线RS , 分别交CC 1、DD 1于点R 、S ,连结SH ,连结GS.由B 1H//C 1D 1//FS,B 1H=FS ,可得B 1F//SH. 在△GHS 中,设正方体边长为a 。
GH=a (作直线GQ//BC 交BB 1于点Q ,连QH,可知△GQH 为直角三角形), HS=a(连A 1S ,可知△HA 1S 为直角三角形),GS=a (作直线GP 交BC 于点P ,连PD ,可知四边形GPDS 为直角梯形)。
∴Cos ∠GHS=.所以直线A 1E 与直线B 1F 所成的角的余弦值为。
解法二:(向量法)分析:因为给出的立体图形是一个正方体, 所以可以在空间建立直角坐标系,从而可以利用点的坐标表示出空间中每一个向量,从而可以用 向量的方法来求出两条直线间的夹角. 以B 为原点,BC 为x 轴,BA 为y 轴,BB 1为z则点A 1的坐标为(0,2,2),点E 的坐标为(1,0,1),点B 1的坐标为(0,0,2),点F 的坐标为(2,1,1);所以向量的坐标为(-1,2,1),向量的坐标为(2,1,—1),所以这两个向量的夹角θ满足cos θ===-。
异面直线所成角cos公式
直线a,b是异面直线,经过空间一点O,分别引直线A//a,B//b,相交直线A,B所成的锐角(或直角)叫做异面直线a,b所成的角。
异面直线所成角cos公式为cosa=|m1m2+n1n2+p1p2|/[√(m1^2+n1^2+p1^2)√(m2^2+n2^2+ p2^2)],计算时代入具体的数据即可。
异面直线是不在同一平面上的两条直线,异面直线是既不相交,又不平行的直线,因为两条直线如果相交或平行,则它们必在同一平面上。
异面直线夹角公式是cosθ=a*b/(|a|*|b|)。
长度为0的向量叫做零向量,记为0。
模为1的向量称为单位向量。
与向量a长度相等而方向相反的向量,称为a的相反向量。
记为-a方向相等且模相等的向量称为相等向量。
a(x1,y1,z1)b(x2,y2,z2)a*b=x1x2+y1y2+z1z2。
|a|=√(x1^2+y1^2+z1^2),
|b|=√(x2^2+y2^2+z2^2)cosθ=a*b/(|a|*|b|),角
θ=arccosθ。