约4630字。
《直线与平面所成的角与二面角》教案
【教学目标】
1、进一步理解二面角及其平面角的概念;
2、重点掌握二面角的平面角的一般作法:
(1)定义法;(2)垂面法;(3)三垂线法
【教学重点】
【教学难点】
【教学过程】
一、 复习引入
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半平面;从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角,这条直线叫做二面角的棱,每个半平面叫做二面角的面;棱为 ,两个面分别为 的二面角记为 ;
2、二面角的平面角:
(1)以二面角的棱上任意一点为端点,在两个面内分别作垂直于棱的两条射线,这两条射线所成的角叫做二面角的平面角.
(2)一个平面垂直于二面角 的棱 ,且与两半平面交线分别为 为垂足,则 也是 的平面角。
二、 讲解新课
(一)作二面角的平面角的方法:
求作二面的平面角是解决二面角问题的关键,也是难点,作法有下面三种:
1、定义法:利用二面角的平面角定义,在二面角棱上取一点,过该点在两个半平面内作垂直于棱的射线、两射线所成角就是二面角的平面角.
2、三垂线法:利用三垂线定理及逆定理通过证明线线垂直,找到二面角的平面角,关键在找面的垂线.
3、垂面法:作一与棱垂直的平面,该垂面与二面角两半平面相交,得到交线,交线所成的角为二面角的平面角.
三、 例题讲解
(一)作二面角的平面角的方法:
【例1】 (2002年江苏卷)四棱锥P—ABCD的底面是边长为a的正方形,PB垂直面ABCD,证明无论四棱锥的高怎样变化,面PAD与面PCD所成的二面角恒大于90°
证法一:定义法
经A在PDA平面内作AE⊥PD于E,连CE
因底是正方形,故CD=DA
△CED≌△AED,AE=EC,∠CED=∠AED=90°
则CE⊥PD
故∠CEA是面PAD与面PCD所成二面角的平面角
设AC与BD交于O,连EO,则EO⊥AC
因 OA= × =a, AE<AD<a
cosAEC=
= <0
所以面PAD与面PCD所成的二面角恒大于90°.
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