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(nèi)部,也可能在外部,應區(qū)別處理
解:如圖1是點在二面角的內(nèi)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(nèi),
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(nèi),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(jù)“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(nèi)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(nèi),且垂直于線段,又知,求的長
解:由已知
,
∴
,
3.兩平面垂直的性質(zhì)定理: 若兩個平面互相垂直,那么在一個平面內(nèi)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(nèi)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(jīng)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(fā)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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