立体几何二面角5种常见解法
立体几何二面角大小的求法
一、定义法:
二面角的类型和求法可用框图展现如下:
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a - a - B等于120° ,PA丄a ,A €a ,PB丄
B ,B .求/ APB的大小.
例、在四棱锥P-ABCD中,ABCD是正方形,PA丄平面ABCD ,
PA=AB=a,求二面角B-PC-D的大小
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丄平面
ABCD,PA=AB=a,/ ABC=30,求二面角P-BC-A 的大小。
例、(2003北京春)如图,ABCD-ABCD是长方体,侧棱AA长为1,底面为正方体且边长为2,E是棱BC勺中点,求面CD》面CD所成二面角
的正切值.
A
B
例、△ ABC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
例、(2006年陕西试题)如图4,平面丄平面,A =l, A €, B € ,点A在直线I上的射影为A i,点B在I的射影为B i,已知AB=2 , AA i = 1, BB i二V2,求:二面角A i —AB —B i 的大小.
例、空间的点P到二面角
l 的面、及棱I的距离分别为
4、3、◎,求二面角
3 的大小.
三、垂面法:
已知二面角内一点到两个面的垂线时,过两垂线作平面与两个半平面的交线所成的角即为平面角,由此可知,二面角的平面角所在的
平面与棱垂直;
四、射影法:(面积法)
利用面积射影公式S射=S原cos ,其中为平面角的大小,
此方法不必在图形中画出平面角;
例、在四棱锥P-ABCD中,ABC[为正方形,PU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-ABCD的棱CG的中点,求平面BMD与底面ABCD所成的二面角的大小。