内容正文:
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[素养目标] 1.掌握二面角的概念、二面角的平面角的定义,会找一些简单图形中的二面角的平面角,重点培养直观想象核心素养. 2.掌握求二面角大小的基本方法,重点提升数学运算、逻辑推理核心素养.
1.2.4 二面角
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二面角及其度量
1.二面角的概念
平面内的一条直线把平面分为两个部分,其中的每一部分叫做一个_________;从一条直线出发的___________所组成的图形称为二面角,这条直线称为二面角的________,这____________称为二面角的面.
半平面
两个半平面
棱
两个半平面
知识点一
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2.二面角的平面角
如图所示,在二面角αlβ的棱上任取一点O,以O为垂足,分
别在半平面α和β内作垂直于棱的射线OA和OB,则射线OA和OB
所成的角称为二面角的_________.二面角的大小用它的平面角
大小来度量,即二面角大小等于它的_____________.特别地,
_____________的二面角称为直二面角.
平面角
平面角大小
平面角是直角
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(1)二面角的平面角必须具备三个条件:①“棱上”,即二面角的平面角的顶点必须在棱上;②“面内”,即角的两边必须分别在两个半平面内;③“垂直”,即角的两边必须都与棱垂直.
(2)二面角的平面角的大小与顶点在棱上的位置无关,顶点在棱上的不同位置所作的平面角是相等的.
[点睛]
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我们约定,二面角及其平面角的大小_________0°,_________180°.而且,两个平面相交时,它们所成角的大小,指的是它们所形成的四个二面角中,不小于0°且不大于90°的角的大小,这样约定后,一个二面角的大小及两个相交平面所成角的大小都是唯一确定的.
不小于
不大于
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[拓展]
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用空间向量求二面角的大小
设二面角的大小为θ,n1,n2为两个非零向量
(1)当n1∥α,n2∥β,n1⊥l,n2⊥l,且n1,n2的方向分别与半平面α,β的延伸方向相同,则θ=_________;
(2)当n1⊥α,n2⊥β,则θ=_________或θ=_____________.特别地sin θ=sin〈n1,n2〉.
〈n1,n2〉
〈n1,n2〉
π-〈n1,n2〉
知识点二
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[预习诊断]
1.思维辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)二面角的大小就是该二面角两个面的法向量的夹角.( )
(2)若二面角两个面的法向量的夹角为120°,则该二面角的大小等于60°或120°.( )
×
√
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C
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3.已知点A(1,0,0),B(0,2,0),C(0,0,3),则平面ABC与平面xOy所成角的余弦值为_____.
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4.在直三棱柱ABCA1B1C1中,底面为正三角形,若AA1=AB=1,E为棱BB1的中点,则平面AEC与平面ABC所成角的大小为________________.
答案:30°
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几何法求二面角的大小(合作探究)
(课本例1、例2综合) 将一副三角板按如图所示的方法拼
接,设BC=6,∠BAC=90°,AB=AC,∠BCD=90°,∠BDC=
60°,再把三角板ABC沿BC折起,使两块三角板所在的平面互相垂
直.
(1)求证:平面ABD⊥平面ACD;
(2)求二面角ABDC的正切值.
例 1
题型 1
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【审题指导】 (1)已知平面ABC⊥平面BCD,利用面面垂直的性质和判定定理易证得;
(2)取BC的中点O,连接AO,过点O作OE⊥BD于点E,连接AE,利用三垂线定理易证∠AEO为二面角ABDC的平面角.
【素养立意】 本题主要考查运用垂直关系求二面角的大小,突出考查逻辑推理核心素养.
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