内容正文:
易错点10 立体几何中的角
易错点1:异面直线所成的角
1.求异面直线所成角的思路是:通过平移把空间两异面直线转化为同一平面内的相交直线,进而利用平面几何知识求解,整个求解过程可概括为:一找二证三求。
2.求异面直线所成角的步骤:
①选择适当的点,平移异面直线中的一条或两条成为相交直线,这里的点通常选择特殊位置斩点。
②求相交直线所成的角,通常是在相应的三角形中进行计算。 ③因为异面直线所成的角的范围是0°<θ≤90°,所以在三角形中求的角为钝角时,应取它的补角作为异面直线所成的角。
3.“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。
4.利用向量,设而不找,对于规则几何体中求异面直线所成的角也是常用的方法之一。
易错点2:直线与平面所成的角
1.传统几何方法:
①转化为求斜线与它在平面内的射影所成的角,通过直角三角形求解。
②利用三面角定理(即最小角定理)求。
2.向量方法:设为平面的法向量,直线与平面所成的角为,则
易错点3:二面角
用向量求二面角大小的基本步骤
1.建立坐标系,写出点与所需向量的坐标;
2.求出平面的法向量,平面的法向量
3.进行向量运算求出法向量的夹角;
4.通过图形特征或已知要求,确定二面角是锐角或钝角,得出问题的结果:
01 求异面直线所成的角
例1(2018全国卷Ⅱ)在长方体中,,,则异面直线与所成角的余弦值为
A. B. C. D.
【警示】本题可通过补形平移法,补上一相同的长方体,连接,.
易知,则为异面直线与所成角;也可通过建立直角坐标系,用向量法来求解。
【解析】解法一 如图,
补上一相同的长方体,连接,.
易知,则为异面直线与所成角.
因为在长方体中,,,
所以,,
,
在中,由余弦定理,得,
即异面直线与所成角的余弦值为,故选C.
解法二 以为坐标原点,,,所在直线分别为轴,轴,轴建立空间直角坐标系,如图所示.
由条件可知,,,,
所以,,
则由向量夹角公式,得,
即异面直线与所成角的余弦值为,故选C.
【叮嘱】(1)求异面直线所成角的思路是:通过平移把空间两异面直线转化为同一平面内的相交直线,进而利用平面几何知识求解,整个求解过程可概括为:一找二证三求。
(2)求异面直线所成角