第7课时向量法求空间角(二)
[考试要求]1.能用向量法解决平面与平面的夹角问题,体会向量法在研究空间角问题中的作用.2.弄清折叠问题中的变量与不变量,掌握折叠问题中线面位置关系的判断和空间角的计算问题.
考点一平面与平面的夹角
平面与平面的夹角:如图,平面α与平面β相交,形成四个二面角,把这四个二面角中不大于90°的二面角称为平面α与平面β的____.
若平面α,β的法向量分别是n1和n2,则平面α与平面β的夹角即为向量n1和n2的夹角或其补角.设平面α与平面β的夹角为θ,则cosθ=|cos〈n1,n2〉|=n1
提醒:二面角的范围是[0,π],两个平面夹角的范围是0,
[典例1](2024·北京卷节选)如图,在四棱锥P-ABCD中,BC∥AD,AB=BC=1,AD=3,点E在AD上,且PE⊥AD,PE=DE=2.
若AB⊥平面PAD,求平面PAB与平面PCD夹角的余弦值.
[听课记录]
反思领悟建系后分别求出二面角的两个半平面所在平面PAB和平面PCD的法向量,然后利用法向量n1和n2的夹角得到二面角的余弦值的大小.但要注意,结合实际图形判断所求角是锐角还是钝角,如果题干是夹角,则一定是锐角或直角.
巩固迁移1如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,点E,F分别在棱DD1,BB1上,且2DE=ED1,BF=2FB1.若AB=2,AD=1,AA1=3,求二面角A-EF-A1的正弦值.
考点二折叠问题与空间角
[典例2](2025·武汉模拟)已知图1是由等腰直角三角形ABE和菱形BCDE组成的一个平面图形,其中菱形边长为4,∠A=90°,∠D=60°.将△ABE沿BE折起,使得平面A1BE⊥平面BCDE(如图2).
(1)求证:A1C⊥CD;
(2)求二面角B-A1C-D的正弦值.
[听课记录]
反思领悟三步解决平面图形的折叠问题
巩固迁移2(2025·眉山模拟)如图1,在矩形ABCD中,AB=4,AD=2,E是CD的中点,将△ADE沿AE折起,得到如图2所示的四棱锥D1-ABCE,其中平面D1AE⊥平面ABCE.
设F为CD1的中点,若M为线段AB上的一点,满足AM=14
(1)求证:MF∥平面D1AE;
(2)求平面D1MF与平面ABE夹角的余弦值.
1.在三棱锥A-BCD中,平面ABD与平面BCD的法向量分别为n1,n2,若〈n1,n2〉=π3,则二面角A-BD-C的大小为(
A.π3 B
C.π3或2π3 D.
2.已知两平面的法向量分别为m=(0,1,0),n=(0,1,1),则两平面所成的二面角为()
A.π4 B
C.π4或3π4 D.
3.过正方形ABCD的顶点A作线段PA⊥平面ABCD,若AB=PA,则平面PAB与平面PCD夹角的大小为________.