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1、二面角,他山中学 任城勇,一个平面内的一条直线把这个平面分成两个部分,其中的每一部分都叫做半平面。,一条直线上的一个点把这条直线分成两个部分,其中的每一部分都叫做射线。,2,O,B,A,A,B,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。,3,定义:,二面角AB,二面角 l,二面角CAB D,5,AOB,表示方法:,A,B,A1,B1,A O B,A1O1B1,以二面角的棱上任意一点为端点,在两个面内分别作垂直于棱的两条射线,这两条射线所成的角叫做二面角的平面角。,平面角是直角的二面角叫做直二面角,9,二面角的大小用它的平面角来度量
2、,度量:,二面角的平面角必须满足:,以二面角的棱上任意一点为端点,在两个面内分别作垂直于棱的两条射线,这两条射线所成的角叫做二面角的平面角。,10,二面角的计算:,1、找到或作出二面角的平面角,2、证明 1中的角就是所求的角,3、计算出此角的大小,一“作”二“证”三“计算”,16,.如图,正方体ABCDA1B1C1D1中,二面角C1-BD-C的正切值是_.,练习,.在二面角-l-的一个平面内有一条直线AB,它与棱 l 所成的角为45,与平面所成的角为30,则这个二面角的大小是_.,练习,3、在二面角-a-内,过a作一个半平面,使二面角-a-=45,二面角-a-=30,则内的任意一点P到平面与平
3、面的距离之比为,练习,(2)垂线法,(1)垂面法,(3)射影法,垂面法(定义法),定义法:根据定义,找到二面角的棱垂面即可得平面角,解三角形求其大小.,在正方体AC1中,求二面角D1ACD的大小?,ABC中,ABBC,SA 平面ABC,DE垂直平分SC,又SA=AB,SB=BC,求二面角E-BD-C的大小?,垂线法(三垂线定理或逆定理),垂连求角,三垂线法:首先找其中一个半平面的垂线,找不到垂线找垂面(指其中一个半平面的垂面),找到垂面作垂线,构造三垂线定理或逆定理条件得平面角.,三棱锥P-ABC中,PA 平面ABC,PA=3,AC=4,PB=PC=BC,(1)求二面角A-PC-B的大小,CO
4、S=,四棱锥P-ABCD的底面是边长为4的正方形,PD面ABCD,PD=6,M,N是PB,AB的中点,求二面角M-DN-C的平面角的正切值?,如图,三棱锥P-ABC中,面PBC面ABC,PBC是边长为a的正三角形,ACB=90,BAC=30,BM=MC,A,B,C,D,射影法,是不找平面角求二面角的一种方法:,A,B,C,A,M,已知:如图ABC的顶点A在平面M上的射影为点A,ABC的面积是S,ABC的面积是S,设二面角A-BC-A为,求证:COS=S S,在正方体AC1中,E,F分别是中点,求截面A1ECF和底面ABCD所成的锐二面角的大小,E,F,在正方体AC1中,E,F分别是中点,求截面
5、A1ECF和底面ABCD所成的锐二面角的大小,E,F,过正方形ABCD的顶点A引SA底面ABCD,并使平面SBC,SCD都与底面ABCD成45度角,(1)求二面角BSCD的大小?(2)求面SCD与面SAB所成的二面角,一题多解:,射影面积法,法向量法,三、面面角:,二面角的范围:,法向量法,注意法向量的方向:一进一出,二面角等于法向量夹角;同进同出,二面角等于法向量夹角的补角,设平面,将二面角转化为二面角的两个面的方向向量(在二面角的面内且垂直于二面角的棱)的夹角。如图,设二面角 的大小为,其中,D,C,B,A,三、面面角:,方向向量法:,二面角的范围:,例、已知在一个二面角的棱上有两个点A,
6、B,线段AC,BD分别在这个二面角的两个面内,并且都垂直于棱AB,AB=4cm,AC=6cm,BD=8cm,CD=,cm,求二面角的度数,例.正三棱柱 中,D是AC的中点,当 时,求二面角 的余弦值。,故,则可设=1,则B(0,1,0),作 于E,于F,则 即为二面角 的大小,在 中,,由于 且,所以,在 中,同理可求,即二面角 的余弦值为,解法二(法向量)同法一,以C为原点建立空间直角坐标系 C-xyz,在坐标平面yoz中,设面 的一个法向量为,同法一,可求 B(0,1,0),由 得,解得,所以,可取,二面角 的大小等于,即二面角 的余弦值为,证明:以 为正交基底,建立空间直角坐标系如图。则可得,例.已知正方体 的边长为2,O为AC和BD的交点,M为 的中点(1)求证:直线 面MAC;(2)求二面角 的余弦值.,设平面,小结:,1.异面直线所成角:,2.直线与平面所成角:,D,C,B,A,3.二面角:,一进一出,二面角等于法向量的夹角;同进同出,二面角等于法向量夹角的补角。,