同内同外互补，一内一外相等——二面角及其法向量所成角关系的判定

引进了空间向量以后，若能建立空间直角坐标系，可把求二面角问题转化为求二面角二个面所对应的法向量与法向量所成的角的问题，使几何问题代数化，避免了添加辅助线作二面角的平面角的麻烦．那么二面角及其法向量所成角有什么关系呢?又如何去判     

用法向量求二面角

众所周知,在二面角中,两个半平面的法向量所成的角与二面角相等或互补．然而,法向量所成的角究竟是与二面角相等呢？还是互补？这一选择困惑着广大师生,大大地降低了用法向量求二面角的实用性．本人经过研究找到了解决这一问题的简单途径,总结于后,和大家分享．     

求二面角大小的直接计算法

利用向量求二面角,如何判断所求二面角是锐角或钝角?现行中学数学教材[1]或教辅资料给出的方法是通过观察图形来确定;常见的大学数学教材[2]、[3]亦未涉及此问题. 由于一个平面有共线且方向相反的两个法向量,所以两个平面所成二面角的平面角的大小与其法向量所成之角可能相等,也可能互补;而现行中学数学教材是用点积的办法来求法向量的,点积法的缺陷是不能控制法向量的方向,所以也就无法准确判断所求二面角究竟是钝角或锐角.     

通过一题多解与一题多变掌握二面角的平面角的求法

二面角的平面角是立体几何中三种角(异面直线所成角、直线与平面所成角、平面与平面所成角)之一,也是最难计算的角,常给同学们造成困难.本文通过一道题的多变与一道题的多解来介绍二面角的平面角的求法,供同学们参考.     

法向量截面法求解二面角

坐标向量法是解答立体几何问题的通性通法,它大大降低了传统解法中一作二证三计算的解题技巧,节省了思维,尤其是用法向量求解二面角,不论二面角的开口方向、大小如何,不管两半平面的形状怎样,无论二面角有棱没棱,更是     

对新教材中如何用法向量求二面角大小的补充

在立体几何中适当地引入向量,对一些问题的求解有着十分重要的作用.但是在上海新课改的大纲中只说明了可以运用向量法求解,而高三拓展Ⅱ（理科）配备的例题中,对于如何用法向量确定二面角也没有给出很好的解决办法,只是强调由图可知.这就给教师和学生带来很大的困惑,到底如何用法向量来确定所求的二面角就是所找的呢？     

用平面的法向量求二面角

利用平面的法向量求二面角,思路清晰,是许多学生喜欢选择的方法.但是,我们求得两个法向量所成角的值,既可能是二面角的值,也可能是二面角的补角的值,这一直是围绕中学师生的一个问题.怎样求得的两个法向量所成的角的值才是二面角的值呢?我们首先确定平面法向量的方向,在空间直角坐标系中,我们可以把法向量分成三类,一类向量指向x Oy平面上方,设为(x,y,1),一类向量指向xOy平面下方,设为(x,y,-1),一类向量与xOy平面平行(或在xOy平面上),设为(x,y,0).然后用平面的法向量的指向来确定二面角.如图1,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,AB⊥AD…     

法向量截面法求解二面角

坐标向量法是解答立体几何问题的通性通法，它大大降低了传统解法中“一作二证三计算”的解题技巧，节省了思维，尤其是用法向量求解二面角，不论二面角的开口方向、大小如何，不管两半平面的“形状”怎样，无论二面角有棱没棱，更是“所向披靡”．     

谈用向量法求二面角

二面角的求解是立体几何中大多数同学比较棘手的问题 ,新教材引入了空间向量的概念以后 ,便使这类问题变得思路明确 ,运算简单 ,下面列举几例加以说明 .1　不需作出二面角的平面角 ,直接依据二面角定义求解例 1　已知平行六面体ＡＢＣＤ—Ａ1Ｂ1Ｃ1Ｄ1中 ,底面ＡＢＣＤ是边长为ｍ的正方形 ,侧棱ＡＡ1的长为ｎ ,且∠Ａ1ＡＢ =∠Ａ1ＡＤ =12 0° ,求二面角Ａ1—ＡＢ—Ｄ的余弦值 .(2 0 0 2年潍坊市高二期末统考题 )图 1　例 1图解　过Ａ1作Ａ1Ｅ⊥ＢＡ交ＢＡ的延长线于点Ｅ ,∵ＡＢＣＤ为正方形 ,∴ＡＤ⊥ＡＢ .则向量Ａ1Ｅ与ＤＡ所成的角的大…     

法向量求二面角大小的又一个简单判定方法

立体几何中的求二面角大小问题,是高考重点考查内容,法向量法是求二面角大小的一种主要方法.我们知道:二面角大小与其两个平面的法向量的夹角相等或互补.但到底是相等还是互补,教学中很多师生采用直观判断,参考资料涉及此问题也回避不谈.文[1]给出了一种很好的判定方法,本文给出     

不用平面法向量求二面角的简单方法

立体几何较难的是求二面角的平面角,传统的综合法作二面角较难,空间向量的方法写起来繁,同时,求二面角的大小需要判断是锐二面角还是钝二面角,有时要依赖观察,但在复杂的立体图中,要准确判断有时是困难的．本文结合2013年高考题,给出一种不依赖于求两个半平面法向量的求二面角的方法,且计算量相对于求法向量来说也不大．     

浅谈二面角平面角的求法

<正>总体上讲,立体几何中的问题不外乎为证明和计算两种类型,而计算常常包含"找→证→算"三个步骤.一方面计算型本身就少不了证明,另一方面计算能力也是高考必须考查的重要能力,因此计算型就倍受命题者的青睐.计算型不外乎角与距离这两大问题,距离归根到底就是点到平面的距离.而角就有异面直线所成角、线面所成角和二面角的平面角三类,其中     

浅谈向量法求二面角

求二面角是立体几何中的重点和难点,也是高考中的热点问题．用以往“从形到形”推理方法,即要求学生根据提设条件,找到二面角的平面角,再由线面、线线等关系计算出结果．但对许多学生来说,掌握这种“从形到形”的推理方法比较困难．若利用向量法求二面角操作起来简单易行,学生容易接受．下面介绍利用向量法求二面角的两种解法．     

利用平面向量探求异面直线所成角的问题

由于老教材没有引入平面向量知识 ,因此 ,我们是用平移法求解异面直线所成角的问题 ,现行高中新教材第一册 (下 )引入了平面向量的有关知识 ,这为我们求解异面直线所成角的问题开辟了一条新道路 .即要求异面直线ｌ1与ｌ2 的所成角 ,我们可在异面直线ｌ1,ｌ2 上分别选定两个非零向量ａ与ｂ ,设向量ａ与ｂ夹角为θ,然后先求出ａ与ｂ的数量ａ·ｂ ,再根据公式ｃｏｓθ =ａ·ｂａ·ｂ 便可求出θ ,但要注意 :因规定θ∈ [0 ,π],若求出的θ是一个钝角 ,则异面直线ｌ1与ｌ2 所成角是θ的补角 .下面我们用向量法 ,即借助平面向量的有关知识来探索…     

例析空间向量在求“角”问题中的应用

解决立体几何问题有综合推理与空间向量的方法,其中利用空间向量法可回避经过作图—证明—计算等复杂的推理过程,为一些用传统方法解决技巧性大、随机性较强的问题提供了通法.本文拟对2010年高考题空间向量在立体几何中有关线线、线面、面面所成角的问题的应用进行归纳和说明,以帮助同学们加深对这类问题的理解.一、异面直线所成的角考点若AB、CD为两条异面直线,(?),(?)分别为它们的方向向量,那么AB、CD所成     

用向量直接求二面角C-AB-D

现行求二面角,通用"平面的法向量法",即通过二面角的两个半平面的法向量所成的角间接地去求.由于半平面的法向量的方向本身不确定,所以求出的角不一定是需求的二面角.这里提出一种用向量直接求二面角的方法,供读者参考.     

用法向量夹角求二面角大小的教学设想

在苏教版高中数学选修教材2-1(以下同)中,用法向量的夹角来求二面角的大小.教材这样总结方法: “由于平面的法向量垂直于平面,这样,这两个平面所成的二面角就可以转化为这两个平面的法向量所成的角.考虑到二面角的取值范围是[0°,180°],所以二面角的平面角θ与这两个平面的法向量的夹角相等或者互补.”     

一道线面角问题的三种向量解法

<正>题目在正△ABC中,E、F、P分别是AB、AC、BC边上的点,满足AE:EB=CF:FA =CP:PB=1:2（如图1）.将△AEF沿EF折起到△A₁EF的位置,使二面角A₁—EF—B成直二面角,连结A₁B、A₁ P（如图2）,求直线A₁E与平面A₁BP所成角的大小.     

求空间的角与距离的最小化策略

求空间中直线与平面所成的角、二面角、点到直线的距离以及点到平面的距离有几种方法,其中最常用的有定义法、转化法和法向量法等.本着“回归自然,回归基础”的宗旨,经过研究,笔者发现了另外一种简捷可行的方法———最小化法,它借助于向量,运用最小化策略比较方便地解决了这类     

构造二面角解题

本文讨论立体几何中几类基本的计算问题.通过构造二面角,可以比较方便地将这些空间图形问题转化为平面图形问题. (一) 异面直线上两点间的距离例1 已知两异面直线a、b所成的角为θ,它们的公垂线段AA′的长度为d.在直线a、