其实,高考对立体几何的考查,除了一些零散的知识点之外,主要也就集中在几个知识点。
客观题热门考点:
①几何体表面积与体积✓
②三视图
③几何体截面✓
④空间轨迹✓
⑤多面体与球✓
⑥图形翻折✓
主观题热门考点:
①位置关系证明:平行✓,垂直✓
②空间角的计算:异面直线角、线面角✓、二面角✓
③空间距离✓
今天的推文,主要以“2019年全国Ⅰ卷”立几解答题为媒介,一次性总结下二面角计算的相关方法。
相信,今天以后,二面角不再是问题。
2019全国Ⅰ卷
以下只证明第二问
二面角的计算,首选当然是定义法了。
所以,我们首先要在轴线上找到一个合适的点,能够在两个半平面内分别做出轴线的垂线。
这种思路,对于图形中位置关系的观察可是要很仔细的,而且,几何功底也要扎实些。否则,那个点也未必就一定好找。
如果轴线上的那个点真的不好确定,我们也可以折中一下,利用向量可以平移的特点,在轴线上找两个点,并在两个半平面内分别做轴线的垂线,得到两个向量,这两向量的夹角也可以表示二面角的平面角。
当然,作为操作者,就一定要很好地理解这种关系了。
如果确实想用几何法做平面角,又实在没办法时,怎么办呢?
这时就该“三垂线定理”大显身手了。
三垂线定理简述:
用三垂线定理作平面角,前提是一定要找到点面垂线的垂足O。但实际情况是,很多时候我们都是难已找到这个垂足的。
怎么办?
我们再折中一下,如果能求出点P到面的距离PO,用下面的方式,也是是可以求出二面角的。
只是求出来的,应该是二面角的正弦值了。
所以,如果以后题中是要求二面角正弦值的,我们是不是可以大胆猜测,就是在提醒你要用距离求二面角了呢?
当然,至于距离怎么求,也是个问题。
一般来说,点到面的距离,确实可以用上面的体积法。但体积法的前提,是一定要首先求出三棱锥的体积的。
因此,这里本身就包含了一个点到面的距离的问题。
那交换顶点和底面后,如果不能求出一个距离呢?
这时就要研究向量与距离的关系了。
所以,就想到了“投影”。
其实,用距离求二面角的正弦值,我一直认为是一种比较好的方法。
只是,好像现在很多的孩子,都是喜欢用法向量求二面角更多一点。
当然,求出来的应该就是余弦值了。
法向量与二面角关系
✔二面角是钝角或锐角,
一般需要根据图形进行判断。
其实,求二面角还有一种重要的方法——面积法。
应该说,它也是求二面角的一种常用方法。
尤其是图中二面角的轴线未反映出来时,用面积法会比较方便。
END
相关链接:
- 关于“点到面的距离”,这是一篇最有内涵的推送
- 关于投影,有了这篇推送应该已经足够了。
- 真的!这次以后,就再也没有截面了……
- 几何体的截面,没有比这篇推送更温暖。
- 表面积和体积,就没见过这么耐心的解释!
- 立几小白,这篇推送或许能打消你的顾虑和彷徨
- 立体几何中被专家抛弃的“三垂线定理”
- 心里有个画板,才有笔下的“翻折旋转”——做好翻折图形问题
- 立几压轴:三招搞定组合体
- 这篇推送,争取一次性了结三视图问题
- 立体几何专题:空间轨迹
- 你确定会求法向量?!
- 异面直线所成角,看一次就够了。
- 三大绝招,解决直线与平面平行证明