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1、3.2立體幾何中的向量方法(四)求二面角復習舊知1. 二面角、二面角的平面角的有關概念二面角:從一條直線出發(fā)的兩個半平面組成的空間圖形.二面角的平面角:在二面角的棱l上任取一點O,以O的垂足,在半平面a和b內分別作垂直于棱l 的射線OA和OB,則射線OA和OB構成的角AOB叫做二面角的平面角 特別地,平面角是直角的二面角叫直二面角注意:二面角的大小是通過其平面角的大小來度量;二面角的取值范圍是0, p.2.平面的法向量如果表示向量 的有向線段所在直線垂直于平面a則稱這個向量垂直于平面,記作 a;如果a,那么向量叫做平面的法向量注意:給定一點A和一個向量 ,那么過點A,以向量為法向量的平面是完全
2、確定的;法向量一定是非零向量;一個平面的所有法向量都相互平行;向量是平面的法向量,向量 是與平面平行或在平面內,則有3.用空間向量解決立體幾何問題的“三步曲” 建立立體圖形與空間向量的聯系,用空間向量表示問題中涉及的點、直線、平面,把立體幾何問題轉化為向量問題; 通過向量運算,研究點、直線、平面之間的位置關系以及它們之間距離和夾角等問題;把向量的運算結果“翻譯”成相應的幾何意義探究1:方法提煉:求二面角大小的向量方法. 法向量法:將二面角轉化為二面角的兩個面的法向量的夾角 探究2:方法提煉:求二面角大小的向量方法.方向向量法:將二面角轉化為二面角的兩個面的方向向量 (在二面角的面內且垂直 于二
3、面角的棱)的夾角.【點評】若圖中存在(或易找到)三條互相垂直的直線,通過建系,利用法向量求二面角比較方便.例2. 如圖,甲站在水庫底面上的點A處,乙站在水壩斜面上的點B處,從A、B到直線l (庫底與水壩的交線)的距離AC和BD分別為a和b,CD的長為c,AB的長為d,求庫底與水壩所成二面角的余弦值.【點評】若二面角的二個面內都有(或易作)棱的垂線, 常用方向向量法求解.課堂練習1. 如圖,在二面角a-AB-b內,線段AC、BD分別在這個二面角的兩個半平面內,且都垂直于AB.已知AB4,AC6,BD8,求此二面角的大小.2. 如圖,在四棱錐 S-ABCD中,底面ABCD是直角梯形,AB垂直于AD和BC,側棱SA底面ABCD,且SAABBC1,AD0.5.(1)求證:平面SAB平面ABCD;(2)求面SCD與面SAB所成二面角的余弦值.3. 正三棱柱ABC-A1B1C1中,D是AC的中點,當AB1BC1時,求二面角D-BC1-C的余弦值.課堂小結1.二面角的有關概念;2.二面角的向量求法: 法一:法向量法,法二:方向向量法.注意:(1)用法向量法求二面角時,注意結合圖形確定二面角是鈍二面角還有銳二面角(或利用“同進同出,二面角等于法向量的夾角的補角,一進一出,二面角等于法向量的夾角”)(2) 用方向向量法求二面角時,應先在二面角的二個半平面內分別
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