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高二数学直线与平面的夹角、二面角及其度量、距离人教实验版(B)知识精讲VIP免费

高二数学直线与平面的夹角、二面角及其度量、距离人教实验版(B)知识精讲_第1页
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高二数学直线与平面的夹角、二面角及其度量、距离人教实验版(B)【本讲教育信息】一.教学内容:3.2.3直线与平面的夹角3.2.4二面角及其度量3.2.5距离二.教学目的1、理解斜线和平面所成的角的定义,体会夹角定义的唯一性、合理性;会求直线与平面的夹角.2、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;掌握求二面角大小的基本方法与步骤.3、理解图形F1与图形F2的距离的概念;掌握点线距、线线距、线面距、面面距的概念,会解一些简单的与距离有关的问题.三.教学重点、难点◆重点:(1)斜线与平面所成的角(或夹角)及其求法;(2)二面角的概念,二面角的平面角的定义;(3)点线距、线线距、线面距、面面距的概念;点到平面距离的求法.◆难点:(1)二面角大小的求法.(2)斜线与平面所成的角的求解;公式的灵活运用.四.知识分析3.2.3直线与平面的夹角1、提出问题:(1)直线与平面的位置关系有哪些?(l,或l//α,或l(l⊥α))(2)当直线与平面斜交时,“倾斜程度”该如何衡量?(此时,对线面角的提出有了强烈的要求)(3)线面角的大小怎样度量?方案:转化为合适的线线角.【探究】已知平面γ及它的一条斜线l,斜足为O,则过O在平面γ内的直线m与l所夹的角是否不变?先观察:肯定变化再论证:在l上取一点P,作PQ⊥γ于Q,过Q作QM⊥m于M,连接PM,易知PM⊥m.如图记l与m所成的角(即∠POM)为β,记l与它在平面γ上的射影OQ所成的角为θ,∠QOM=α在OM上取单位向量,则用心爱心专心115号编辑这说明,由于θ为定角,所以β随α而变化:当α=0°时,取得最大值,从而β取最小值θ;当α=90°时,取得最小值,从而β取最大值90°;【结论】斜线和它在平面内的射影所成的角,是斜线和这个平面内所有直线所成角中最小的角.2、定义:斜线和它在平面内的射影的夹角叫做斜线和平面所成的角(或斜线和平面的夹角).注:(1)数学思想——转化:线面角→面面角(2)关键:找射影【练习】(1)在棱长都为1的正三棱锥S-ABC中,侧棱SA与底面ABC所成的角是________.(2)在正方体ABCD-A1B1C1D1中,①BC1与平面AB1所成的角的大小是___________;②BD1与平面AB1所成的角的大小是___________;③CC1与平面BC1D所成的角的大小是___________;④BC1与平面A1BCD1所成的角的大小是___________;⑤BD1与平面BC1D所成的角的大小是___________;(3)已知空间内一点O出发的三条射线OA、OB、OC两两夹角为60°,试求OA与平面用心爱心专心115号编辑BOC所成的角的大小.3.2.4二面角及其度量1、二面角的概念及记法定义:从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角;叫做二面角.说明:对二面角概念的理解,可类比与平面几何中角的定义.射线——半平面,顶点——棱.2、二面角的平面角定义:在二面角的棱上任取一点O,在两半平面内分别作射线OA⊥l,OB⊥l,则∠AOB叫做二面角的平面角.二面角的大小可以用它的平面角来度量.我们约定,二面角的范围[0°,180°].【探讨】尝试用向量求二面角的大小如图所示,分别在二面角的面α、β内,并且沿α,β延伸的方向,作向量n1⊥l,n2⊥l,则我们可以用向量n1与n2的夹角来度量这个二面角.如图,设m1⊥α,m2⊥β,则角与该二面角相等或互补.3、求二面角平面角的方法(1)定义法实例:过空间一点O出发的三条射线OA、OB、OC,两两夹角60°,试求二面角B-OA-C的大小.分析:如图,在射线OA上取点P,使OP=1,过P作PM⊥OA,交OB于M,作PN⊥OA,交OC于N,连接MN.则显然∠MPN为所求二面角的一个平面角.332221PNMCBAO利用已知条件可以迅速求出OM=ON=MN=2,PM=PN=.利用余弦定理,就可以求出∠MPN的大小为.(2)三垂线定理实例:如图,已知直角Rt△ABC,∠ACB=90°,PB⊥平面ABC,试求二面角B-PA-C的大小.用心爱心专心115号编辑分析:由已知,得:平面PAB⊥平面ABC,为了找此二面角的一个平面角,我们可先过C作CM⊥AB,这样CM⊥平面PAB,然后,过M作MN⊥PA于N,连接CN.根据三垂线定理,得:CN⊥PA,于是∠MNC就是所求二面角的一个平面角.(想一想,还可以怎么做?)3.2.5距离【求...

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