异面直线所成角的求法
发布时间:2025-10-06 | 来源:互联网转载和整理
一、如何求异面直线所成的角(1)直接平移法: 通常的思路是:在两条异面直线其中一条上面选一个端点,引另一条的平行线。
(2)中位线平移(尤其是图中出现了线段的中点时)(3)补形平移法:“补形法”是立体几何中一种常见的方法,通过补形,可将问题转化为易于研究的几何体来处理,利用“补形法”找两异面直线所成的角也是常用的方法之一。
二、求二面角,大致有两种基本方法:传统立体几何的综合推理法:
①定义法;
②垂面法;
③三垂线定理法;
④射影面积法.(2)空间向量的坐标法:建系并确定点及向量的坐标,分别求出两个平面的法向量,通过求两个法向量的夹角得出二面角的大小.三、几何法和向量法求所成角几何法1.平移法。将两条直线或其中一条平移(找出平行线)至它们相交,把异面转化为共面,用余弦定理或正弦定理来求(一般是余弦定理)。一般采用平行四边形或三角形中位线来构造平行线。
2.三余弦定理法。运用三余弦定理关键是要找出一条直线a所在的平面α和另一条直线b在该平面α内的射影,求出b与α所成角以及a与b的射影b‘所成角,进而求a与b所成角。
3.***锥法。***锥(四面体)中两条相对的棱互为异面直线,设有四面体ABCD,其中AD与BC互为异面直线,那么它们所成角θ满足以下关系:运用该公式也可以求异面直线所成角。向量法1.向量几何法。运用向量的加减法规则,把要求的异面直线用向量表示,并运用向量的运算法则(例如分配律、共线向量)来求出cosθ2.向量代数法。当容易找到三条两两垂直的直线时,可以以它们的交点为坐标轴原点建立直角坐标系,运用代数方法计算。
四、异面直线所成角:,(其中 为异面直线a,b所成角, 分别表示异面直线a,b的方向向量)。异面直线所成角的范围是θ∈(0°,90°]五、直线AB与平面所成角:( 为平面α的法向量);二面角 的平面角:或 ( , 为平面α,β的法向量)。
六、用向量求异面直线所成角注意:
①求异面直线所成的角常用平移法或向量法,特别是向量法,由于降低了空间想象的要求,所以需引起我们的重视,用向量法时,需注意两异面直线夹角的范围是②两异面直线所成的角可以通过这两条直线的方向向量的夹角来求得,但二者不完全相等,当两方向向量的夹角是钝角时,应取其补角作为两异面直线所成的角.七、求直线与平面所成的角既可选择传统立体几何的综合推理法,也可选择空间向量的向量法:
①求直线和平面所成角的步骤:作出斜线与其射影所成的角;证明所作的角就是要求的角;常在直角三角形(垂线、斜线、射影所组成的直角三角形)中解出所求角的大小:②在用向量法求直线OP与α所成的角时一般有两种途径:
一是直接求 其中OP′,为斜线OP在平面α内的射影;二是通过求 进而转化求解,其中n为平面α的法向量。
八、用向量求二面角注意:
①当法向量 的方向分别指向二面角的内侧与外侧时,二面角θ的大小等于法向量 的夹角 的大小;
②当法向量 的方向同时指向二面角的内侧或外侧时,二面角θ的大小等于法向量 的夹角的补角 的大小.
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