高中數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn):異面直線所成的角

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


異面直線所成角的定義:


直線a、b是異面直線,經(jīng)過空間任意一點(diǎn)O,分別引直線a′∥a,b′∥b,則把直線a′和b′所成的銳角(或直角)叫做異面直線a和b所成的角,如下圖。
兩條異面直線所成角的范圍是(0°,90°],若兩條異面直線所成的角是直角,我們就說這兩條異面直線互相垂直。
在異面直線所成角定義中,空間一點(diǎn)O是任取的,而和點(diǎn)O的位置無關(guān)。





求異面直線所成角的步驟:


A、利用定義構(gòu)造角,可固定一條,平移另一條,或兩條同時(shí)平移到某個(gè)特殊的位置,頂點(diǎn)選在特殊的位置上。
B、證明作出的角即為所求角;
C、利用三角形來求角。
特別提醒:
(1)兩異面直線所成的角與點(diǎn)O(兩直線平移后的交點(diǎn))的選取無關(guān).
(2)兩異面直線所成角θ的取值范圍是00<θ≤900
(3)判定空間兩條直線是異面直線的方法①判定定理:平面外一點(diǎn)A與平面內(nèi)一點(diǎn)B的連線和平面內(nèi)不過點(diǎn)B的直線是異面直線;②反證法:證明兩直線共面不可能.


線線角的求法:


(1)定義法:用“平移轉(zhuǎn)化”,使之成為兩相交直線所成的角,當(dāng)異面直線垂直時(shí),應(yīng)用線面垂直定義或三垂線定理及逆定理判定所成的角為900
(2)向量法:設(shè)兩條直線所成的角為θ(銳角),直線l1和l2的方向向量分別為




相關(guān)高中數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn):直線與平面所成的角

直線與平面所成的角的定義:


①直線和平面所成的角有三種:
a.斜線和平面所成的角:一條直線與平面α相交,但不和α垂直,這條直線叫做平面α的斜線.斜線與α的交點(diǎn)叫做斜足,過斜線上斜足以外的點(diǎn)向平面引垂線,過垂足與斜足的直線叫做斜線在平面α內(nèi)的射影,平面的一條斜線和它在平面上的射影所成的銳角,叫做這條直線和這個(gè)平面所成的角.
b.垂線與平面所成的角:一條直線垂直于平面,則它們所成的角是直角。
c.一條直線和平面平行,或在平面內(nèi),則它們所成的角為00.
②取值范圍:00≤θ≤900
求斜線與平面所成角的思路類似于求異面直線所成角:“一作,二證,三計(jì)算”。



最小角定理:


斜線和它在平面內(nèi)的射影所成的角(即線面角),是斜線和這個(gè)平面內(nèi)的所有直線所成角中最小的角。



求直線與平面所成的角的方法:


(1)找角:求直線與平面所成角的一般過程:①通過射影轉(zhuǎn)化法,作出直線與平面所成的角;②在三角形中求角的大。
(2)向量法:設(shè)PA是平面α的斜線,,向量n為平面α的法向量,設(shè)PA與平面α所成的角為θ,則




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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衡量,二面角的平面角是多少度,就說這個(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;反過來,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:通過二面角的平面角來求;找出或作出二面角的平面角;證明其符合定義;通過解三角形,計(jì)算出二面角的平面角.上述過程可概括為一作(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為二面角的大小.
(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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