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文档简介

1、    浅谈求二面角通法    李伟摘 要:立体几何是中学数学教学的重要内容,也是高考中的必考内容。求二面角作为立體几何的一个难点,也是高考中常考的题型。传统的求二面角的方法既抽象又计算量大,特别是作辅助线,要求空间想象能力很强。因此,找出求二面角的通法也就成了迫切需要解决的问题。关键词:二面角;法向量;共面求二面角是立体几何的一个难点,也是高考中常见的题型,传统方法过于抽象,空间向量的引入巧妙地把空间问题数字化。利用空间向量求二面角大小,教材上也介绍了一些方法,然而当二面角的大小不容易分辨是钝角还是锐角时就难以取舍了,下面介绍两种求二面角的通法。一、利

2、用公共棱法向量的夹角求二面角当二面角公共棱明显时,如图,ab,cd是二面角-l-的两个面内与棱l垂直的直线,则二面角的夹角大小=<>,将二面角的大小转化为公共棱法向量的夹角。例1(2011年高考新课标改编)如图,四棱锥p-abcd中,底面abcd为平行四边形,dab=60°,ab=2ad,pd底面abcd,若pd=ad,求二面角a-pb-c的余弦值。解:如图,以d为坐标原点,建立空间直角坐标系,不妨设ad=1,则:d(0,0,0) a(1,0,0) b(0,0) c(-1,0) p(0,0,1)过a作ampb,交pb于m;过c作cnpb,交pb于n设m(x,y,z)m点在

3、pb上,=(x,y,z-1)=(0,-1)x=0y=z=1-又ampb所以·=0解之得x=0y=z=,所以m(0,)同理可得n(0,0)=(1,-,-),=(-1,0,0)cos<,>=-所以二面角a-pb-c的余弦值为-。二、利用空间法向量的夹角求二面角当二面角公共棱不明显时,如图,分别是二面角-l- 的两个半平面,的法向量,则二面角的夹角=-<,>,将二面角的大小转化为平面法向量的夹角的补角。例2(2011年高考新课标改编)如图,四棱锥p-abcd中,底面abcd为平行四边形,dab=60°,ab=2ad,pd底面abcd,若pd=ad,求二面角 bc-p-ad的大小。解:如图,以d为坐标原点,建立空间直角坐标系,不妨设ad=1,则:d(0,0,0) a(1,0,0) b(0,0) c(-1,0) p(0,0,1)过d作dm面pbc交面pbc于m过b作bn面pad交面pad于n设m(x,y,z)m点在面pbc上=+(x,y,z-1)=(0,-1)+(-1,-1)x=-y=(+)z=1-又dmpb,dmpc·=0·=0,解之得x=0y=z=m(0,)同理可求得n(0,0,

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