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二面角的几种方法及例题

二面角大小的求法(例题)
二面角的类型和求法可用框图展现如下:
一、定义法:
直接在二面角的棱上取一点(特殊点),分别在两个半平面内作棱的垂线,得出平面角,用定义法时,要认真观察图形的特性; 例、 如图,已知二面角α-а-β等于120°,PA ⊥α,A ∈α,PB ⊥β,B ∈β. 求∠APB 的大小.
O OA PA OB PAOB OA
AOB AOB=120APB=60OB PB PB βαβ⊥⊥∴⊥⊥⊥∴⊥∴⊥∠∠︒∠︒
做交线,交于点,连接平面交线同理交线又交线交线面交线即可得为面的二面角,所以
例、在四棱锥P-ABCD 中,ABCD 是正方形,PA ⊥平面ABCD ,PA=AB=a ,求二面角B-PC-D 的大小。

提示:PAB PCD ≅,而且是直角三角形
j
A D
P
H
P
O
B
A
二、三垂线定理法:
已知二面角其中一个面内一点到一个面的垂线,用三垂线定理或逆定理作出二面角的平面角;
例、在四棱锥P-ABCD 中,ABCD 是平行四边形,PA ⊥平面ABCD ,PA=AB=a ,∠ABC=30°,求二面角P-BC-A 的tag 大小。

A AH BC BC H PH ABCD PA A
B PA B
C PHA PHA H ABH=30AB=a AH=a/2tag PHA 2
PA BC AB ⊥⊥∴⊥⊥∴⊥∴∠∠︒∴∴∠=过做,交于,连接面,面为二面角在中

例:如图,ABCD-A 1B 1C 1D 1是长方体,侧棱AA 1长为1,底面为正方体且边长为2,E 是棱BC 的中点,求面C 1DE 与面CDE 所成二面角的正切值.
提示:CO ⊥DE ,而且是长方体!!!
A
B
C
D
A 1
B 1
C 1
D 1
E
O
例、ΔABC中,∠A=90°,AB=4,AC=3,平面ABC外一点P在平面ABC内的射影是AB中点M,二面角P—AC—B的大小为45°。

求(1)二面角P—BC—A的大小;(2)二面角C—PB—A的大小
提示:角PAB是二面角,找到每个面的直角!!!
射影,那么PM为面ABC的垂线!
例、如图4,平面α⊥平面β,α∩β=l,A∈α,B∈β,点A在直线l上的射影为A1,点B在l的射影为B1,已知AB=2,AA1=1,BB1=2,求:二面角A1-AB-B1的大小.
提示:AA1与BB1互相垂直
AF是辅助线且垂直AB,FE平行BB1
图4 B1
A
α
β
A1
B L
E F
四、射影法:(面积法)
利用面积射影公式S射=S原cosθ,其中θ为平面角的大小,此
方法不必在图形中画出平面角;
例、在四棱锥P-ABCD中,ABCD为正方形,PA⊥平面ABCD,PA =AB=a,求平面PBA与平面PDC所成二面角的大小。

例、如图,设M为正方体ABCD-A1B1C1D1的棱CC1的中点,求平面BMD1与底面ABCD所成的二面角的大小。

五、平移或延长(展)线(面)法
对于一类没有给出棱的二面角,应先延伸两个半平面,使之相交出现棱,然后再选用上述方法(尤其要考虑射影法)。

例、在四棱锥P-ABCD中,ABCD为正方形,PA⊥平面ABCD,PA=AB=a,求平面PBA与平面PDC所成二面角的大小。

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