高中數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn):二面角

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半平面的定義:


一條直線把平面分成兩個(gè)部分,每一部分都叫做半平面.


二面角的定義:


從一條直線出發(fā)的兩個(gè)半平面所組成的圖形叫做二面角,這條直線叫做二面角的棱,這兩個(gè)半平面叫做二面角的面。


二面角的平面角:


以二面角的棱上任意一點(diǎn)為頂點(diǎn),在兩個(gè)面內(nèi)分別作垂直于棱的兩條射線,這兩條射線所成的角叫二面角的平面角。 一個(gè)平面角的大小可用它的平面的大小來(lái)衡量,二面角的平面角是多少度,就說(shuō)這個(gè)二面角是多少度。二面角大小的取值范圍是[0,180°]。


直二面角:


平面角是直角的二面角叫直二面角。兩相交平面如果所組成的二面角是直二面角,那么這兩個(gè)平面垂直;反過(guò)來(lái),如果兩個(gè)平面垂直,那么所成的二面角為直二面角。



二面角的平面角具有下列性質(zhì):


a.二面角的棱垂直于它的平面角所在的平面,即l⊥平面AOB.
b.從二面角的平面角的一邊上任意一點(diǎn)(異于角的頂點(diǎn))作另一面的垂線,垂足必在平面角的另一邊(或其反向延長(zhǎng)線)上.
c.二面角的平面角所在的平面與二面角的兩個(gè)面都垂直,即平面AOB⊥α,平面AOB⊥α.



求二面角的方法:


(1)定義法:通過(guò)二面角的平面角來(lái)求;找出或作出二面角的平面角;證明其符合定義;通過(guò)解三角形,計(jì)算出二面角的平面角.上述過(guò)程可概括為一作(找)、二證、三計(jì)算”.
(2)三垂線法:已知二面角其中一個(gè)面內(nèi)一點(diǎn)到另一個(gè)面的垂線,用三垂線定理或其逆定理作出平面角.
(3)垂面法:已知二面角內(nèi)一點(diǎn)到兩個(gè)面的垂線時(shí),過(guò)兩垂線作平面與兩個(gè)半平面的交線所成的角即為平面角,由此可知,二面角的平面角所在的平面與棱垂直.
(4)射影法:利用面積射影定理求二面角的大;其中S為二面角一個(gè)面內(nèi)平面圖形的面積,S′是這個(gè)平面圖形在另一個(gè)面上的射影圖形的面積,α為二面角的大。
(5)向量法:設(shè)二面角的平面角為θ.
①如果那么
②設(shè)向量m、n分別為平面α和平面β的法向量是相等還是互補(bǔ),根據(jù)具體圖形判斷。


對(duì)二面角定義的理解:


根據(jù)這個(gè)定義,兩個(gè)平面相交成4個(gè)二面角,其中相對(duì)的兩個(gè)二面角的大小相等,如果這4個(gè)二面角中有1個(gè)是直二面角,則這4個(gè)二面角都是直二面角,這時(shí)兩個(gè)平面互相垂直.按照定義,欲證兩個(gè)平面互相垂直,或者欲證某個(gè)二面角是直二面角,只需證明它的平面角是直角,兩個(gè)平面相交,如果交成的二面角不是直二面角,那么必有一對(duì)銳二面角和一對(duì)鈍二面角,今后,兩個(gè)平面所成的角是指其中的一對(duì)銳二面角.并注意兩個(gè)平面所成的角與二面角的區(qū)別.



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