求二面角大小的两种思路
2021-11-10黄林佳
语数外学习·高中版中旬 2021年7期
黄林佳

二面角问题在立体几何中比较常见.一般地,要求二面角的大小,要先作出二面角的平面角,然后求得二面角的平面角的大小,二面角的平面角的大小即为二面角的大小.求二面角的大小一般有两种思路,即采用定义法和向量法.下面我们结合一道典型例题来探讨求二面角大小的两种思路.
例题:已知圆O的直径AB的长为2,上半圆弧有一点C,∠COB=60°,点P是弧AC上的点,点D是下半圆弧的中点.现以AB为折痕,使下半圆所在平面垂直于上半圆所在平面,连接PO,PD,PC,CD,如图1所示.当三棱锥P-COD体积最大时,求二面角D-PC-O的余弦值.
该题较为复杂,不仅考查了三棱锥的体积、平面与平面的垂直关系,还考查了求二面角大小的方法.我们需首先根据题意和几何图形,明确各点、线、面的位置关系,然后合理添加辅助线,作出二面角的平面角,然后再求出平面角的大小.有以下两种思路.
一、采用定义法求二面角的大小
定义法是求二面角大小的常用方法,也是基本方法.以二面角的棱上任意一点为端点,在两个半平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.在求二面角的大小时,我们可以根据二面角的平面角的定义,在两个半平面内分别作垂直于棱的两条射线,然后将平面角的两条边或角置于某一个三角形或平行四边形内,运用平面几何知识,如正余弦定理、解三角形知识、勾股定理等求出平面角的大小.
解:由题意可知DO⊥平面PCD,∴VP-COD=VD-COP,
∵,
∴当……
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