• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.基本概念
  • 4.例题解析
  • 5.二面角的平面角的求法
  • 6.参考资料

余二面角

余二面角(complementary dihedral angle)是指两个数量相关的二面角,是指平面角互余的两个二面角,其中任一个二面角称为另一个二面角的余二面角1

基本信息

  • 中文名

    余二面角

  • 外文名

    complementary dihedral angle

  • 所属学科

    数学(立体几何)

  • 简介

    平面角互余的两个二面角

基本概念

两个二面角的平面角之和等于90°就称这两个二面角互余,其中任一个二面角称为另一个二面角的余二面角。

二面角的平面角的量数就是这个二面角的量数。二面角的平面角是几度,这个二面角就是几度2

也可以说两个二面角的和等于一个直二面角时,就说这两个二面角互为余二面角。

例题解析

【例1】如图,在四棱锥S-ABCD中,AD//BC且AD⊥CD;平面CSD⊥平面ABCD,CS⊥DS,CS=2AD=2;E为BS的中点,image

图1

(1)求点A到平面BCS的距离;

(2)求二面角E-CD-A的大小。

审题要津面对题目给出的诸多条件和诸多数据,几乎令人“应接不暇”,因此需要梳理,需要分析,若只用综合法,扩充信息难免有盲目性,因此还需要用分析法探索解题入口。(1)为了求点A到平面BCS的距离,若过A作平面BCS的垂线,垂足不易确定。而由A点在AD上,故可转向证明AD//平面BCS,于是求D点到平面BCS的距离即可,(2)二面角E-CD-A的平面角也是不易作出的,注意到A-CD-S为直二面角,可知二面角E-CD-A的大小与二面角E-CD-S的大小互余,因而可以从求二面角E-CD- s的大小入手解决问题3

图2

: (1) ∵AD//BC,又AD不在平面BCS内,故AD//平面BCS,从而A到平面BCS的距离等于D到平面BCS的距离h。

由平面CSD⊥平面ABCD及AD⊥CD,有AD⊥平面CSD。

又BC//AD,故BC⊥平面CSD,于是DS⊥BC。

又DS⊥CS,故DS⊥平面BCS,故h=DS,以下求DS即可。

在Rt△ADS中,∵AD=1,AS=image,得image,即A到平面BCS的距离为image

(2)在Rt△BCS中,E为斜边中点,故BE=ES=EC=image,于是BS=image

在Rt△BCS中BC²=BS²-CS²=8-4=4,故BC=2。

在平面BCS中,引EM⊥CS于M,则有EM//BC,由E为BS中点则M为CS中点,且EM⊥平面CSD,image