版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、29利用向量求二面角大小的又一方法福建南安国光中学 黄耿跃文1给出一种判定“二面角的平面角与其面的法向量夹角的关系”,读完这篇文章后,获益匪浅.笔者通过研究给出另一种利用向量求二面角大小的可行性方法,此法可以避免产生二面角的平面角与其面的法向量夹角的关系误判,而且思路更直观、清晰.定理 1 如下左图已知二面角L 的平面角为,A 且,A L B 且,B L AM L 于,M BN L 于N ,则 |JJJ G JJJ G JJJJG .由二面角的平面角的定义易证定理1. 定理2 如上右图,空间任意一条直线,L A B 是直线L 上的两个点,M 是空间任意一点, ,MN L N 于则2|AM AB
2、 NM AM AB AB =JJJJ G JJJ GJJJJ G JJJJ G JJJ GJJJJ G . 证明 向量AN AM AB JJJ G JJJJ G JJJ G为在方向上的投影向量,设|AB e AB AB =JJJ G G JJJG JJJJJ G 为方向的单位向量, 2|AM AB AM AB AN e AB AB AB =JJJJ G JJJ G JJJJ G JJJ G JJJ G G JJJ GJJJJ G JJJJJ G , 2|AM AB NM AM AN AM AB AB =JJJJ G JJJ GJJJJ G JJJJ G JJJ G JJJJ G JJJ GJJ
3、JJJ G . 例1 (2004湖南理19如图,在底面是菱形的四棱锥P ABCD 中,60,ABC PA =°=AC,a PB PD =点E 在PD 上,且:2:1PE ED =.(I证明:PA 平面ABCD ;(IIAC 求以为棱,EAC 与DAC 为面的二面角的大小;(III在棱PC 上是否存在一点F ,使/BF 平面AEC ?证明你的结论.解 (I略;(II以A 为坐标原点,直线AD 、AP 分别为y 轴、z 轴,过点 A 垂直平面PAD 的 直线为x 轴,建立空 间直角坐标系如右 图.则(0,0,0,2A c a1,0,(0,02a D a =J J G ,(0,E 21,3
4、3a a 于是AE =JJJ G(0,21,33a a (,2AC a =JJJ G 1,0,2a (0,0AD a =JJJ G . 作EM AC M 于,DN AC 于N ,则由定理1得:ME JJJ J G 与ND JJJ G所成的角的大小为EAC 与DAC 为面的二面角的大小.由定理2可得2|AE AC ME AE AM AE AC AC =JJJ G JJJ GJJJ J G JJJ G JJJJ G JJJ G JJJ G JJJ G=2212113(0,03322aa a a a a 11(,623a a a =. 2|AD AC ND AD AN AD AC AC =JJJ G
5、 JJJ GJJJ G JJJ G JJJ G JJJ G JJJ G JJJ G22112(0,0,022aa a a a = 3(,044a a =,cos |ME ND ME ND =JJJ J G JJJ G JJJ JG JJJ G 30=. 以AC 为棱,EAC 与DAC 为面的二面角的大小为30°.例2 (2004浙江如图,已知正方形ABCD 和矩形ACEF 所在的平面互相垂直,AB =,1AF =,M 是线段EF 的中点.(I求证AM BDF 平面;(II求二面角A DF B 的大小. 解 (I略. (II如图建立空 间直角坐标C xyz ,A ,B , D ,F .
6、 DF =,(DB =JJJ G, DA =JJJ G ,DF =JJJ G.作AM DF 于M ,BN DF 的延长线于N ,则由定理1得:MA JJJ G 与NB JJJ G 所成的解的大小为二面角A DF B 的大小.由定理2可得:2|DA DF MA DA DM DA DF DF =JJJ G JJJ GJJJ G JJJ G JJJJ G JJJ G JJJ G JJJ G23=,2|DB DF NB DB DN DB DF DF =JJJ G JJJ GJJJ G JJJ G JJJ J G JJJ G JJJ G JJJ G(/3=(3,2/3=,cos |MA NBMA NB
7、=G JJJ G JJJG 6=.二面角A DF B 的大小为60°. 例 3 (2005福建如图,直二面角D AB E 中,四边形ABCD 是边长为2的正方形,AEEB =,F 为CE 上的点,且BF 平面ACE .(I求证:AE BCE 平面;(II求二面角B AC E 的大小; (III求点D 到平面ACE 的距离.解 (I略;(如图所示,以线段AB 的中点原点,O OE 所在的直线为x 轴,AB 所在的直线为y 轴,过O 作平行于AD 的直线为z 轴,建立空间直角坐标系O xyz ,则(0,1,0,(1,0,0,A E (0,1,2(0,1,0C B ,AC JJJ G(0,2,2,AE =JJJ G(1,1,0, (0,2,0AB =JJJ G.作BM AC 于M , EN AC 于N ,则由定理1得,NE JJJ G 与MB JJJG所成的角的大小为二面角B AC E 的大小由定理2得 NE AE AN =JJJ G JJJ G JJJ G2|AE AC AE AC AC =JJJ G JJJ G JJJ G JJJ G JJJ G211(1,1,0(0,2,2(0,822=,MB AB AM =JJJG JJJ G JJJJ G2|AB
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2026年内审员试题及答案详解
- PETS5全国英语等级考试五级模拟试题及详细答案解析(完整版)
- 船舶消防设施安装工安全操作规程
- 工程或机械岗位招聘笔试题及答案
- 脑室分流管堵塞早期症状识别共识
- 2025-2026学年江苏省扬中市初中历史七年级期末下册自测黑金考题附答案
- 2026年动物防疫员(高级)理论考试题(附答案)
- OC算法面试题及详细答案(实战版)
- 古石桥桥墩加固及桥面修缮方案
- 中级钳工试题及答案
- 黄山市自然保护地整合优化方案
- 启蒙认知冷暖课件
- 公立医院低值耗材管理的财会监督改进研究
- 肿瘤免疫治疗与护理
- 国家开放大学2022《土木工程力学(本)》形考作业1-5参考答案
- 关于公立医院监督执纪工作的调研报告
- JTG-GQS-010-85公路桥涵设计图
- 电缆敷设现场操作安全与事故防控
- JC-T 2104-2012水泥工业用耐磨件堆焊通用技术条件
- 海外市场开拓计划书
- 第七章 多晶体织构的测定
评论
0/150
提交评论