吳文
二面角是高中立體幾何中的重要知識點.二面角問題是各類試題中的常見考點.常見的命題形式是:???? (1)求二面角的大小或余弦值;(2)證明二面角為直二面角;(3)求二面角的取值范圍.解答此類問題主要有兩種方法:定義法和向量法.
一、定義法
二面角的大小通常由其平面角的大小決定,因此求二面角的大小,往往要求得其平面角的大小.這就需根據(jù)二面角的平面角的定義,在二面角的棱上任取一點,過該點在兩個半平面中分別作垂直于棱的直線,根據(jù)勾股定理或正余弦定理求得這兩條垂線之間的夾角,即二面角的平面角的大小,就能知曉二面角的大小.在運用定義法求二面角時,要重點尋找題目中的垂直關(guān)系,以便快速求作二面角的平面角.
例1.如圖1所示,在三棱錐 S -ABC 中,∠SAB =∠SAC =∠ABC =90°,SA =AB ,SB =BC .
(1)證明:平面 SBC ⊥平面 SAB;
(2)求二面角 A -SC -B 所對應(yīng)的平面角的正弦值.
本題中的垂直關(guān)系較多,于是從其垂直關(guān)系入手,通過作垂線 AE ⊥ SC ,根據(jù)線面垂直的性質(zhì)定理和面面垂直的判定定理,證明 AD⊥ SC ,便可根據(jù)二面角的平面角的定義,確定二面角A-SC-B 的平面角,再利用等腰三角形的性質(zhì)和公定理求得二面角的平面角的正弦值.
二、向量法
例2.在四棱錐 S -ABCD 中,SA⊥平面ABCD,底面 ABCD 為直角梯形,∠ABC =90°,AD =,SA =AB =BC =1,求平面 SCD與平面 SAB所成角的大小.
首先根據(jù) SA ⊥平面 ABCD 以及∠ABC =90°建立空間直角坐標系,再設(shè)出或求出各點的坐標,并求得平面 SCD與平面 SAB 的法向量,計算出其夾角,便可順利求得平面 SCD與平面 SAB所成角的大小.向量法通常適用于求解方便建立空間直角坐標系的問題.
相比較而言,定義法比較常用,且適用范圍較廣.向量法的適用范圍較窄,運用該方法解題,應(yīng)轉(zhuǎn)換解題的思路,將幾何問題轉(zhuǎn)化為向量運算問題.
(作者單位:江西省撫州市金溪縣第一中學(xué))