题目内容
(本题满分14分)
如图,在直三棱柱中,,,求二面角的大小.
如图,在直三棱柱中,,,求二面角的大小.
方法1(坐标法)如图,建立空间直角坐标系,则,,,,, ……2分
设的中点为,因为,所以即=是平面的一个法向量. ……5分
设平面的一个法向量是=.=,=.……7分
, ,令,解得所以=
设法向量与的夹角为,二面角-的大小为,显然为锐角.
因为==,解得=.所以二面角的大小为 ……14分.
方法2(传统法)取中点,做交于点,因为,所以,
在直棱柱中,,所以面.因为,由三垂线定理,所以则就是所求.
由可求:,,,由和相似可得,可求,,所以
即二面角的大小为.
设的中点为,因为,所以即=是平面的一个法向量. ……5分
设平面的一个法向量是=.=,=.……7分
, ,令,解得所以=
设法向量与的夹角为,二面角-的大小为,显然为锐角.
因为==,解得=.所以二面角的大小为 ……14分.
方法2(传统法)取中点,做交于点,因为,所以,
在直棱柱中,,所以面.因为,由三垂线定理,所以则就是所求.
由可求:,,,由和相似可得,可求,,所以
即二面角的大小为.
从出发的三条棱互相垂直,可以建立直角坐标系,利用向量法解决,计算量较大.因为垂直关系比较明显,所以也可以采用传统的方法,先做出二面角的平面角,再证明,最后求出来.
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