異面直線所成角的求法
發(fā)布時間:2025-11-26 | 來源:互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)載和整理
一、如何求異面直線所成的角(1)直接平移法: 通常的思路是:在兩條異面直線其中一條上面選一個端點(diǎn),引另一條的平行線。
(2)中位線平移(尤其是圖中出現(xiàn)了線段的中點(diǎn)時)(3)補(bǔ)形平移法:“補(bǔ)形法”是立體幾何中一種常見的方法,通過補(bǔ)形,可將問題轉(zhuǎn)化為易于研究的幾何體來處理,利用“補(bǔ)形法”找兩異面直線所成的角也是常用的方法之一。
二、求二面角,大致有兩種基本方法:傳統(tǒng)立體幾何的綜合推理法:
①定義法;
②垂面法;
③三垂線定理法;
④射影面積法.(2)空間向量的坐標(biāo)法:建系并確定點(diǎn)及向量的坐標(biāo),分別求出兩個平面的法向量,通過求兩個法向量的夾角得出二面角的大?。?、幾何法和向量法求所成角幾何法1.平移法。將兩條直線或其中一條平移(找出平行線)至它們相交,把異面轉(zhuǎn)化為共面,用余弦定理或正弦定理來求(一般是余弦定理)。一般采用平行四邊形或三角形中位線來構(gòu)造平行線。
2.三余弦定理法。運(yùn)用三余弦定理關(guān)鍵是要找出一條直線a所在的平面α和另一條直線b在該平面α內(nèi)的射影,求出b與α所成角以及a與b的射影b‘所成角,進(jìn)而求a與b所成角。
3.***錐法。***錐(四面體)中兩條相對的棱互為異面直線,設(shè)有四面體ABCD,其中AD與BC互為異面直線,那么它們所成角θ滿足以下關(guān)系:運(yùn)用該公式也可以求異面直線所成角。向量法1.向量幾何法。運(yùn)用向量的加減法規(guī)則,把要求的異面直線用向量表示,并運(yùn)用向量的運(yùn)算法則(例如分配律、共線向量)來求出cosθ2.向量代數(shù)法。當(dāng)容易找到三條兩兩垂直的直線時,可以以它們的交點(diǎn)為坐標(biāo)軸原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系,運(yùn)用代數(shù)方法計(jì)算。
四、異面直線所成角:,(其中 為異面直線a,b所成角, 分別表示異面直線a,b的方向向量)。異面直線所成角的范圍是θ∈(0°,90°]五、直線AB與平面所成角:( 為平面α的法向量);二面角 的平面角:或 ( , 為平面α,β的法向量)。
六、用向量求異面直線所成角注意:
①求異面直線所成的角常用平移法或向量法,特別是向量法,由于降低了空間想象的要求,所以需引起我們的重視,用向量法時,需注意兩異面直線夾角的范圍是②兩異面直線所成的角可以通過這兩條直線的方向向量的夾角來求得,但二者不完全相等,當(dāng)兩方向向量的夾角是鈍角時,應(yīng)取其補(bǔ)角作為兩異面直線所成的角.七、求直線與平面所成的角既可選擇傳統(tǒng)立體幾何的綜合推理法,也可選擇空間向量的向量法:
①求直線和平面所成角的步驟:作出斜線與其射影所成的角;證明所作的角就是要求的角;常在直角三角形(垂線、斜線、射影所組成的直角三角形)中解出所求角的大小:②在用向量法求直線OP與α所成的角時一般有兩種途徑:
一是直接求 其中OP′,為斜線OP在平面α內(nèi)的射影;二是通過求 進(jìn)而轉(zhuǎn)化求解,其中n為平面α的法向量。
八、用向量求二面角注意:
①當(dāng)法向量 的方向分別指向二面角的內(nèi)側(cè)與外側(cè)時,二面角θ的大小等于法向量 的夾角 的大小;
②當(dāng)法向量 的方向同時指向二面角的內(nèi)側(cè)或外側(cè)時,二面角θ的大小等于法向量 的夾角的補(bǔ)角 的大小.
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