立体几何空间成角问题
斜线与它在平面 内的射影所成的 锐角。
从一条直线引出的两 个半平面所组成的图 形叫做二面角。
表示 异面直线a,b所成角 线a与平面 所成角 l (面-棱-面)
范围
(0 , ]
2
要点 找适当点、作平行线
[0 , ]
2
找射影、二足相连
[ 0 , ]
用什么度量?
1.作出所求的空间角 <定位>
2.证明所作的角符合定义 <定性>
授课内容:空间的角
空间角及 专
题讲 座
其求法
(1)教材地位分析
立体几何板块主要有两大类型 (1)判断、推理型 (2)有关的 几何量的计算,其中包括空间角、空间距离、体积的计算。
空间角及其求法是是立体几何包括的重要组成部分,是立体几何 板块的一个重点,也是难点。
(2) 高考地位分析
在历届高考中,空间角及其求法是每年必考的内容,与距离的计算、线 面位置关系论证形成新的热点,该部分的分值约6-16分,属于中等难度。
(A) 3 3
3 (B)
2
6 (C)
3
6 (D)
2
3.如图,正方形ABCD所在平面与正方形ABEF所 在的平面成60°的二面角,则异面直线AD与BF所
2 成角的余弦值是_____4______.
4.异面直线a、b成80°角,P为a、b外一定点,若 过P有且仅有2条直线与a、b所成角都为θ,则θ的
说明:异面直线所成角的范围是(0º,90º],在把异面直
线所成的角平移转化为平面三角形中的角,常用余弦定理求
其大小,当余弦值为负值时,其对应角为钝角,这不符合两
条异面直线所成角的定义,故其补角为所求的角,这一点要
注意。
另外,当异面直线垂直时,应用线面垂直的定义或三垂线定
理(或逆定理)判定所成的角为90º,也是不可忽视的办法。
所分成析的:角。欲求BC’与底面ABC所成的角,关键
在于准确地找到BC’在底面上的射影。注意到
ACAB和ACBC’,即AC平面ABC’,所以,B 平面ABC’平面ABC,故点C’在底面上的射影
x
O
A
x
3
C
O在平面ABC’和平面ABC的交线BA上,C’BO为所求的角。
例2:如图,斜三棱柱ABC—A’B’C’的底面为一等腰直
影所成的角。求斜线与平面所成的角,关键是找准斜
线段在平面内的射影; 通常是从斜线上找特殊点, 作平面的垂线段,构作含所求线面角的三角形求之。
A’
例2:如图,斜三棱柱ABC—A’B’C’的底面为 B’
C’
一等腰直角三角形,直角边AB=AC=2cm,侧棱与底 面成60º角,BC’AC,BC’=26cm,求BC’与底面
(B) 1 2
(C) 30 15
(D) 15 10
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空间的角的概念及其计算,是立体几何的基本
内容,也是其重点和难点。
空间中的角有:
异面直线所成的角、直线与平面所成的角和二面角。
求空间角的一般步骤是: (1)找出或2)证明它符合定义;
1、异面直线所成的角
3.构造三角形并求出所要求角<定量>
简言之,空间角的求解步骤为:
“一 “二 作” 证”
“三 算”
“一 作” “二 证” “三 算”
课前热身
1. 平面α的斜线与α所成的角为30°,则此斜线和α
内所有不过斜足的直线中所成的角的最大值是( )C
(A)30°
(B)60°
(C)90°
(D)150°
2. 相交成90°的两条直线与一个平面所成的角分别 是30°与45°,则这两条直线在该平面内的射影所 成角的正弦值为( C )
A
D1 O1
C1
B1
M
D
C
B
角(或其补角),连A1M,在A1O1M中 A1M = 22 12 = 5,
O1M
=
1 2
BD1
=
1 2
22 12 22 = 3 , 2
A1O1
=
1 2
22 12 = 5 , 2
由余弦定理得
cos A1O1M =
5, 5
A1C1与BD1所成的角为
arccos
5. 5
解法二(补形法):如图,补一个与原长方体全等的并与原长方体有公共面
如正方体、平行六面体等,其目的在于易于发现两条异面
直线的关系。
例1:长方体ABCD-A1B1C1D1,
A1
AB=AA1=2 cm, AD=1cm,求异面直线
解法一(平移A法1C)1与:B如D图1所,成连的B1角D。1与A1C1 交于O1,
取BB1的中点M,连O1M,则O1MD1B,
于是A1O1M就是异面直线A1C1与BD1所成的
理解空间角的概念、会求空间角的大小。
立体几何高考分 析
高考中,立体几何板块往往有4个题目:2个选择题,一个填空题 和1个大题。在大题中,一般是论证题和空间角(距离)计算组成。 在选择题中有时有一个题考查空间角的求法。
异面直线所成角
图
直线与平面所成角
二面角
形
定 义
在空间任取一点o,分别 作a,b的平行线,从而 形成的的锐(直)角
范围是( B )
(A)θ 0 θ 0
(B)θ 40 θ 50
(C)θ 40 θ 90
(D)θ 50 θ 90
5.如图,ABC-A1B1C1是直三棱柱,∠BCA=90°, 点D1、F1分别是A1B1、A1C1的中点,若BC=CA= CC1,则BD1与AF1所成角的余弦值是( A )
(A) 30 10
(3)计算。
根据异面直线所成角的定义,求异面直线所成角,就
是要将其变换成相交直线所成有角。其一般方法有:
(1)平移法:即根据定义,以“运动”的观点,用
“平移转化”的方法,使之成为相交直线所成的角。
具体地讲是选择“特殊点”作异面直线的平行线, 构作含异面直线所成(或其补角)的角的三角形,再求之。
(2)补形法:把空间图形补成熟悉的或完整的几何体,
能力·思维·方法
1. 如图所示,ABCD是一个正四面体,E、F分别
为BC和AD的中点.求: (1)AE与CF所成的角; (2)CF与平面BCD所成的角.
2、直线和平面所成的角
•直线与平面平行或在平面内,直线和平面所成的角的是0º;
•直线与平面垂直,直线和平面所成的角是90º;
•斜线和平面所成的角是:斜线及斜线在平面上的射
BC1的方体B1F, 连结A1E,C1E,则A1C1E为A1C1与BD1所成的角(或补角),
在A1C1E中,
D1
A1C1 = 5, A1E = 2 5, C1E = 3 A1
C1 B1
F1 E1
由余弦定理得
5 cos A1C1E = 5
5
A1C1与BD1所成的角为
arccos . 5
D A
C B
F E