二面角的做法 求二面角的方法

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二面角是高考常考的一类问题,几乎每年的理科卷都会涉及到二面角的求法。而有些同学在解决这块内容是往往无从下手,今天把常见方法进行整理,希望可以给你们带来帮助。

一、定义法

是指过二面角的棱上任一点在两个面内分别作垂直于棱的直线,则两直线所构成的角即为二面角的平面角,继而在平面中求出其平面角的一种方法。

二、三垂线法

是指利用三垂线定理,根据 “与射影垂直 ,则也与斜线垂直”的思想构造 出二面角的平面角 ,继而求出平面角的方法。

三、垂面法

是指用垂直于棱的平面去截二面角,则截面与二面角的两个面必有两条交线,这两条交线构成的角即为二面角的平面角,继而再求出其平面角的一种方法。

四、面积射影法

所谓面积射影法 ,就是根据图形及其在某一个平面上的射影面积之间的关系,利用射影的面积比上原来的面积等于二面角的余弦值,来计算二面角。此法常用于无棱的二面角。

五、法向量法

法向量法是通过求与二面角垂直的两个向量所成 的角,继而利用这个角与二面角的平面角相等或互补的关系,求出二面角的一种方法。(如何判断相等还是互补的问题,将在近期公布)

六、垂线法

是指先利用待定系数法确定垂足,再利用公式求出二面角的大小。

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二面角是高考理科数学的常客,出现的几率超过80%,通常最直接的考法就是让你求出二面角或者是二面角的各种三角函数值,另外的一种则是给出某个二面角的三角函数值作为条件。

而同学们在遇到第一种情况的时候,通常通过建立空间直角坐标系,求出法向量的办法来解决,但是遇到第二种情况的时候,更多的同学则是无从下手。

究其原因,就是从2004年高考引入空间直角坐标系的做法之后,很多同学都开始不重视二面角或者其他空间角的本质,不懂如何画出空间角的平面角,更不要说用别的方法来解决这类型的题目了,这样的情况就导致了去年全国一卷里面的一道需要求出异面直线的夹角选择题,文科的同学大面积失分,而部分的理科同学虽然通过建立坐标系解决了本题,但是却失去了很多宝贵的时间,最终分数没达到理想。

下面我们来看看例题↓↓

这个方法是求异面直线求角的基本方法,通过平移成角,最后连线在三角形里面简单的运用解三角形的方法求出角的大小。

这种异面直线的夹角由于文科的考生也会考,所以,还是有些同学懂的,但是假如是理科中二面角的题目,如果不让建系,估计大部分的同学都两眼一黑,晕倒了。其实,在考试中,如果我们能够熟练地运用不建系的方法来解决二面角的问题的话,将会大大地节省各位的时间,另外,面对二面角的条件,也能更好地运用了。

简单来说,传统的二面角求法有类似异面直线的直接法,还有射影法等等,这次我们就通过2017年广州一模理科数学的第19题,给大家简单介绍一下这两种方法是如何运用的。

2017年广州一模理科数学19(本小题满分12分)↓↓

这就是我们常见的传统求二面角大小的两种方法,假如大家能掌握的话,自然在高考中会比其他同学要节省下不少时间。当然,对于实在喜欢建系解题的同学,其实法向量也有另外一种更加方便的求法——行列式秒杀法向量大法。这一个方法在我们的寒假直播课有讲到,想学的同学可以看看我在寒假班所讲的内容。

另外,行列式除了能够秒杀法向量的题目以外,还有很多妙用,想学的同学请留意A+课堂直播课的内容。

1、定义法(分别向交线作垂线,求两线的夹角)2、三垂线法:过某一半平面内一点向另一半平面和交线作垂线,作出射影由tan角求解,其中COS二面角=射影面积/原面积。3、垂面法:找出交线的垂面,并作出垂面与半平面的交线,求夹角。4、向量法①先建立直角坐标系,求出各点坐标。②设面S1的法向量和面S2法向量。③然后求和的夹角θ的余弦。④根据图像观察和的方向。如果两个法向量一个指向二面角内部另一个指向二面角外部,则二面角的大小就是θ。如果两个法向量同时指向二面角内部或外部,则二面角的大小为π-θ

几何法
(1)作出二面角的平面角
A:利用等腰(含等边)三角形底边的中点作平面角;
B:利用面的垂线(三垂线定理或其逆定理)作平面角;
C:利用与棱垂直的直线,通过作棱的垂面作平面角;
D:利用无棱二面角的两条平行线作平面角。
(2)证明该角为平面角
(3)归纳到三角形求角

向量法
1)先建立直角坐标系,求出各点坐标;
2)设面S1的法向量为

,面S2法向量为



3)然后求



的夹角θ的余弦

4)根据图像观察



的方向。如果两个法向量一个指向二面角内部另一个指向二面角外部,则二面角的大小就是θ。如果两个法向量同时指向二面角内部或外部,则二面角的大小为π-θ。

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二面角是高考理科数学的常客,出现的几率超过80%,通常最直接的考法就是让你求出二面角或者是二面角的各种三角函数值,另外的一种则是给出某个二面角的三角函数值作为条件。

而同学们在遇到第一种情况的时候,通常通过建立空间直角坐标系,求出法向量的办法来解决,但是遇到第二种情况的时候,更多的同学则是无从下手。

究其原因,就是从2004年高考引入空间直角坐标系的做法之后,很多同学都开始不重视二面角或者其他空间角的本质,不懂如何画出空间角的平面角,

更不要说用别的方法来解决这类型的题目了,这样的情况就导致了去年全国一卷里面的一道需要求出异面直线的夹角选择题,文科的同学大面积失分,而部分的理科同学虽然通过建立坐标系解决了本题,但是却失去了很多宝贵的时间,最终分数没达到理想。

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