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三余弦定理与三正弦定理

1. 设A 为面上一点,过A 的直线AO 在面上的射影为AB ,AC 为面上的一条直线,那么∠OAC,∠BAC,∠OAB 三角的余弦关系为:
cos∠OAC=cos∠BAC×cos∠OAB (cos∠BAC 和cos∠OAB 只能是锐角) 通俗点说就是,斜线与平面内一条直线夹角θ的余弦值
=斜线与平面所成角1θ的余弦值⨯射影与平面内直线夹角的
余弦值.
三余弦定理(又叫最小角定理或爪子定理)
定理证明:如上图,自点O 作OB⊥AB 于点B ,过B 作BC⊥AC 于C ,连OC ,则易知△ABC、△AOC、△ABO 均为直角三角
形.OA
AC AB AC OA AB ===θθθcos ,cos ,cos 21 ∴ 21cos cos cos θθθ⨯=
辅助记忆:这三个角中,角θ是最大的,其余弦值最小,等于另外两个角的余弦值之积。

斜线与平面所成角1θ是斜线与平面内所有直线所成的角中最小的角。

2.设二面角M -AB -N 的度数为α,在平面M 上有一条射线AC ,它和棱AB 所成角为β,和平面N 所成的角为γ,则
sin γ=sin α·sin β(如图)
三正弦定理 定理证明:如上图,过C 作CO⊥平面N 于点O ,过O 作直线OB⊥二面角的棱于点B ,连OA ,CB ,则易知△CAO,△CBO,△ABC 均为直角三角形.
于是,sin =AC CO ,sin =BC CO ,sin β=AC
BC ∴ sin γ=sin α·sin β
β
如果将三余弦定理和三正弦定理联合起来使用,用于解答立体几何综合题,你会发现出乎意料地简单,甚至不用作任何辅助线!
例1 如图,已知A1B1C1-ABC是正三棱柱,D是AC中点,若AB1⊥BC1,求以BC1为棱,DBC1与CBC1为面的二面角α的度数.(1994年全
国高考理科数学23题)
例2已知Rt△ABC的两直角边AC=2,BC=3.P为斜边AB上一点,现沿CP将此直角三角形折成直二面角A-CP-B(如下图),当AB=√7时,求二面角P-AC-B大小.(上海市1986年高考试题,难度系数0.28)
例3.已知菱形ABCD的边长为1,∠BAD=60°,现沿对角线BD将此菱形折成直二面角A-BD-C(如图6).( 1)求异面直线AC与BD所成的角;( 2)求二面角A-CD-B的大小.。

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