2.兩個平面垂直的判定方法(判定方法有兩種,一是利用定義,二是利用判定定理.)
1.兩個平面垂直的定義、畫法
3.如圖,正方體的棱長為1,,求:
(1)與
所成角;
(2)與平面
所成角的正切值;
(3)平面與平面
所成角
解:(1)∵ ∴
與
所成角就是
∵平面
∴
(三垂線定理)
在中,
∴
(2)作,平面
平面
∴平面
,
為
與平面
所成角
在中,
∴
(3)∵ ∴
平面
又∵平面
∴平面
平面
即平面與平面
所成角為
說明:本題包含了線線角,線面角和面面角三類問題,求角度問題主要是求兩條異面直線所成角,直線和平面所成角
,二面角
三種;求角度問題解題的一般步驟是:(1)找出這個角;(2)證明該角符合題意;(3)作出這個角所在的三角形,解三角形,求出角;求角度問題不論哪種情況都歸結到兩條直線所成角問題,即在線線成角中找到答案
2.如果二面角的平面角是銳角,點
到
的距離分別為
,求二面角的大小
分析:點可能在二面角
內部,也可能在外部,應區別處理
解:如圖1是點在二面角
的內部時,圖2是點
在二面角
外部時,
∵
∴
∵ ∴面
同理,面
而面面
∴面與面
應重合
即在同一平面內,
則是二面角
的平面角
在中,
∴
在中,
∴
故(圖1)或
(圖2)
即二面角
的大小為
或
說明:作一個垂直于棱的平面,此平面與兩個半平面的交線所成的角就是二面角的平面角
1.直角的斜邊
在平面
內,
與
所成角分別為
,
是斜邊
上的高線,求
與平面
所成角的正弦值
解:過點作
于點
,連接
,
則,
,
為所求
與
所成角,記為
,
令
,則
,
則在中,有
在中,
∴與平面
所成角的正弦值
.
例1
如圖,已知
是圓
的直徑,
垂直于
所在的平面,
是圓周上不同于
的任一點,求證:平面
平面
.
分析:根據“面面垂直”的判定定理,要證明兩平面互相垂直,只要在其中一個平面中尋找一條與另一平面垂直的直線即可
解:∵是圓
的直徑,∴
,
又∵垂直于
所在的平面,∴
,
∴平面
,又
在平面
中,
所以,平面平面
.
說明:由于平面與平面
相交于
,所以如果平面
平面
,則在平面
中,垂直于
的直線一定垂直于平面
,這是尋找兩個平面的垂線的常用方法
例2.已知,求證:
.
證明:設,
在
內取點
,過
作
于
,
于點
,
∵,∴
,
又∵,
∴,同理可得
,
∴.
例3.已知在一個
的二面角的棱長有兩點
,
分別是在這個二面角的兩個平面內,且垂直于線段
,又知
,求
的長
解:由已知
,
∴
,
3.兩平面垂直的性質定理: 若兩個平面互相垂直,那么在一個平面內垂直于它們的交線的直線垂直于另一個平面
已知:于點
,
求證:.(面面垂直
線面垂直)
證明:在內過
作
,則由題意得
是
的平面角,
∵知
,又∵
, ∴
.
1 兩個平面垂直的定義:
兩個相交成直二面角的兩個平面互相垂直;相交成直二面角的兩個平面叫做互相垂直的平面
2.兩平面垂直的判定定理: 如果一個平面經過另一個平面的一條垂線,那么這兩個平面互相垂直
已知:直線
平面
,
平面
,垂足為
,
求證:.(線面垂直
面面垂直)
證明:如圖所示,令,則
,
在
內過
作
,
∵,∴
,
∴是二面角
的平面角,
又∵,∴
是直角,
所以,與
所成的二面角是直角,即
.
實例:建筑工地在砌墻時,常用鉛垂的線來檢查所砌的墻是否和水平面垂直
4.二面角的平面角:
(1)過二面角的棱上的一點分別在兩個半平面內作棱的兩條垂線
,則
叫做二面角
的平面角
(2)一個平面垂直于二面角的棱
,且與兩半平面交線分別為
為垂足,則
也是
的平面角
說明:(1)二面角的平面角范圍是;
(2)二面角的平面角為直角時,則稱為直二面角,組成直二面角的兩個平面互相垂直
2.公式:已知平面a的斜線a與a內一直線b相交成θ角,且a與a相交成j1角,a在a上的射影c與b相交成j2角,則有
3 二面角的概念:平面內的一條直線把平面分為兩個部分,其中的每一部分叫做半平面;從一條直線出發的兩個半平面所組成的圖形叫做二面角,這條直線叫做二面角的棱,每個半平面叫做二面角的面
若棱為
,兩個面分別為
的二面角記為
;二面角的圖形表示:
第一種是臥式法,也稱為平臥式:
第二種是立式法,也稱為直立式:
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