(二)平面角

师:为了对相交平面的相互位置作进一步的探讨,有必要研究二面角的大小问题.如门和墙所在的平面是相交的,但门可以在关上、开一点小缝、开一半、全开等各种位置上,也就是说两平面虽处于相交的位置关系,但相互之间的位置关系还是应当讨论的.为了表示二面角的大小,我们必须引入平面角的定义.

定义: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.

师:二面角的大小可以用它的平面角来度量,即二面角的平面角是几度,就说这个二面角是几度.现在我们来思考:

问题1:这样用平面角的度数来表示二面角的度数是否合理?为什么?

生:是合理的.

如图1-121,在二面角α-a-β的棱a上任取一点O,在半平面α和β内,从点O分别作垂直于棱a的射线OA、OB,射线OA和OB组成∠AOB,在棱上另取任意一点O',按同样的方法作∠A'O'B',因为OA和OA'、OB和OB'都垂直于棱a,所以∠AOB和∠A'O'B'的两边分别平行且方向相同,根据等角定理,得:∠AOB=∠A'O'B',即∠AOB的大小是一定的.由于这个唯一性,从而说明这样定义二面角的平面角是合理的,且与点O在棱上的位置无关.

问题2:二面角的平面角必须满足哪几个条件?

生:两个条件.一是平面角的顶点必在棱上;二是平面角的两边分别在二面角的两个面内.

师:平面角是直角的二面角叫直二面角.

在实际生活中,木工用活动角尺测量工件的两个面所成的角时,就是测量这两个角所成二面角的平面角(图见P.40中图1-45).我国发射的第一颗人造地球卫星的倾角是68.5°,就是说卫生轨道平面与地球赤道平面所成的二面角的平面角是68.5°(图见P.39中图1-43).

下面请同学们完成例题和练习.

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