二面角 習題

2023-02-01 06:54:05 字數 2398 閱讀 7532

1.如圖三稜錐 p-abc中,pc⊥平面abc,pc = ,d是 bc的中點,且△adc是邊長為 2的正三角形,求二面角 p-ab-c的大小。

° 2.如圖在三稜錐 s-abc中,sa⊥底面abc,ab⊥bc,de 垂直平分sc,且分別交 ac、sc於d、e,又sa =ab,bs =bc, 求以bd為稜,bde與bdc為面的二面角的度數。

3. 如圖:abcd是矩形,ab =8,bc =4,ac 與 bd 相交於o點,p是平面 abcd外一點,po⊥面abcd,po =4,m 是 pc 的中點,求二面角 m-bd-c 大小

4.如圖△abc與△bcd所在平面垂直,且ab =bc =bd,∠abc =∠dbc =,求二面角 a-bd-c的余弦值。

5.已知正方體 ac',m、n分別是bb',dd'的中點,求截面 amc'n與面abcd,cc'd'd所成的角。

6. 如圖,設abc—a1b1c1是直三稜柱,e、f分別為ab、a1b1的中點,且ab=2aa1=2a,ac=bc=a.

(1)求證:af⊥a1c

(2)求二面角c—af—b的大小

7.如圖是長方體,ab=2,,求二平面與所成二面角的大小.

8.在正方體中,,,且,..求:平面akm與abcd所成角的大小.

答案:1解:由已知條件,d是bc的中點

∴ cd =bd =2 又△adc是正三角形

∴ ad =cd =bd =2

∴ d是△abc之外心又在bc上

∴ △abc是以∠bac為直角的三角形,

∴ ab⊥ac, 又 pc⊥面abc

∴ pa⊥ab (三垂線定理)

∴∠pac即為二面角 p-ab-c之平面角,

易求 ∠pac =30°

2.解:∵ bs =bc,又de垂直平分sc

∴ be⊥sc,sc⊥面bde

∴ bd⊥sc,又sa⊥面abc

∴ sa⊥bd,bd⊥面sac

∴ bd⊥de,且bd⊥dc

則 ∠edc就是所要求的平面角

設 sa =ab =a,

則 bc =sb =a 且 ac =

易證 △sac∽△dec

∴ ∠cde =∠sac =60°

3.解:取oc之中點n,則 mn∥po

∵ po⊥面abcd

∴ mn⊥面abcd 且 mn =po/2 =2,

過 n 作 nr⊥bd 於 r,連mr,

則 ∠mrn即為二面角 m-bd-c的平面角

過 c 作 ce⊥bd於s

則 rn =ce 在 rt△bcd中,cd·bc =bd·ce

∴4.解:過 a作 ae⊥cb的延長線於e, 鏈結 de,

∵ 面abc⊥面bcd

∴ ae⊥面bcd

∴ e點即為點a在面bcd內的射影

∴ △ebd為△abd在面bcd內的射影設 ab =a 則ae =de =absin60°=

∴ ad =,

∴ sin∠abd =

又 ∴

∴ 考慮到我們求的是二面角 a-bd-e,而二面角 a-bd-c與a-bd-c互補

∴ 二面角 a-bd-c的余弦值為。

5.解:設邊長為a,易證 anc'n是菱形

且mn =,a'c =

∴s□amc'n =

由於amc'n在面abcd上的射影即

為正方形abcd

abcd =

∴∴取cc'的中點m',鏈結dm'

則平行四邊形dm'c'n是四邊形amc'n在cc'd'd上的射影,

dm'c'm =

∴6分析本小題考查空間幾何垂直的概念和二面角的度量等知識.

解 (1)∵ac=bc,e為ab中點,∴ce⊥ab

又∵abc—a1b1c1為直稜柱,∴ce⊥面aa1bb

鏈結ef,由於ab=2aa1

∴aa1fe為正方形

∴af⊥a1e,從而af⊥a1c

(2)設af與a1e交於o,鏈結co,由於af⊥a1e,知af⊥面cea1

∴∠coe即為二面角c—af—b的平面角

∵ab=2aa1=2a,ac=bc=a

∴ce=a,oe=a,∴tan∠coe==2.

∴二面角c—af—b的大小是arctan2.

7解析:∵ 平面abcd∥平面,∴ 平面與平面的交線l為過點且平行於ac的直線.直線l就是二平面與所成二面角的稜.又⊥平面,過作ah⊥l於h,鏈結ah.則為二面角的平面角.可求得.因此所求角的大小為或

8 解析:由於bcmk是梯形,則mk與cb相交於e.a、e確定的直線為l,過c作cf⊥l於f,鏈結mf,因為mc⊥平面abcd,cf⊥l,故mf⊥l.∠mfc是二面角m-l-c的平面角.設正方體稜長為a,則,.在△ecm中,由bk∥cm可得,,故.因此所求角的大小為或.

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