МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

20
МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ В. В. Жук, к.ф.-м. н., учитель математики высшей категории, заведующий кафедрой математики РСФМСШИ им. О. Жаутыкова, Алматы йт: www.zhukmath.ru , mail: [email protected] , [email protected]

Upload: cain-allen

Post on 30-Dec-2015

98 views

Category:

Documents


18 download

DESCRIPTION

МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ. В. В. Жук, к. ф .-м. н., учитель математики высшей категории, заведующий кафедрой математики РСФМСШИ им . О. Жаутыкова , Алматы. Сайт: www.zhukmath.ru , e-mail : [email protected] , [email protected]. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИ

Я УГЛОВ МЕЖДУ

ПЛОСКОСТЯМИВ. В. Жук, к.ф.-м. н.,

учитель математики высшей категории,заведующий кафедрой математики

РСФМСШИ им. О. Жаутыкова, Алматы

Сайт: www.zhukmath.ru,e-mail: [email protected], [email protected]

Page 2: МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

Основные методы нахождения угла между плоскостями

1. Классический (геометрический) метод2. Площадь ортогональной проекции3. Угол между нормалями4. Угол между плоскостью и нормалью к

другой плоскости5. Векторный метод6. Теорема о трех синусах7. Теорема косинусов для двугранного угла8. Свойства трехгранных углов9. Метод прямоугольного тетраэдра 110.Метод прямоугольного тетраэдра 2

(А. Фельдман)11. Координатный метод

Page 3: МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

1. Классический (геометрический) метод

Задача 1. В основании треугольной пирамиды SABC лежит правильный треугольник АВС со стороной 1. Ребро SA пирамиды перпендикулярно плоскости основания, а его длина равна . Плоскость α параллельна прямым SB и АС, а плоскость β параллельна прямым SC и АВ. Найти угол между этими плоскостями.

3

1,

, 3,

, , , .

: ; .

AB BC AC

SA ABC SA

SB AC SC AB

Найти

Page 4: МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

1, , 3, , , , .

: ; .

AB BC AC SA ABC SA SB AC SC AB

Найти

1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1

, ,

2, 3.

A B AB AC AC B C BC

A B AC B C AA

1

3,

2AM SA AM

1 1 1 1;SAC SA B

1 1 1 1,

Потеореме отрех

перпендикулярах

B M SA C M SA 1

1 1cos cos , arccos

5 5B CB

Page 5: МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

2. Площадь ортогональной проекции

Площадь ортогональной проекции многоугольника на плоскость равна площади проектируемого много-угольника, умноженной на косинус угла между плоскостями много-угольника и его проекции.

'' cos cos

SS S

S

Page 6: МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

Задача 1. В основании треугольной пирамиды SABC лежит правильный треугольник АВС со стороной 1. Ребро SA пирамиды перпендикулярно плоскости основания, а его длина равна . Плоскость α параллельна прямым SB и АС, а плоскость β параллельна прямым SC и АВ. Найти угол между этими плоскостями.

3

1,

, 3,

, , , .

: ; .

AB BC AC

SA ABC SA

SB AC SC AB

Найти

Page 7: МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

1, , 3, , , , .

: ; .

AB BC AC SA ABC SA SB AC SC AB

Найти

1 1 1 1 1

1 1 1

1 1

2 ,

cos cos

cos2

B SA С A SA C

B SA С

A SA С

1 1 1

1 1

3 15,2 2

3 3cos

515

SAA SA CS S

A SA C

1

1 1

1 1

1 1cos SAA

SA C

С A SAA

SA SA C

S

1 1

3 1cos cos2 2 1 ,

5 5

1arccos

5

A SA С

Page 8: МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

3. Угол между нормалямиТочка Е – внутри двугранного у α гла величиной α. EF и EG – перпендикуляры на грани угла. Найдите

угол FEG равен π – α.

Угол между плоскостями равен углу между нормалями к этим плоскостям.

,

; ;

a

b

a b

Page 9: МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

4. Угол плоскостью и нормалью к другой плоскости

Угол между плоскостями равен прямому углу минус угол между одной из этих плоскостей и нормалью к другой плоскости.

; ;2

a a

Page 10: МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

Задача 2. На ребре С’D’ куба ABCDA’B’C’D’ отметили точку М – середину этого ребра№ Найти угол между плоскостями (ACD’) и (DCM).

Page 11: МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

5. Векторный метод

Задача 1. В основании треугольной пирамиды SABC лежит правильный треугольник АВС со стороной 1. Ребро SA пирамиды перпендикулярно плоскости основания, а его длина равна . Плоскость α параллельна прямым SB и АС, а плоскость β параллельна прямым SC и АВ. Найти угол между этими плоскостями.

3

1,

, 3,

, , , .

: ; .

AB BC AC

SA ABC SA

SB AC SC AB

Найти

Page 12: МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

1, , 3, , , , .

: ; .

AB BC AC SA ABC SA SB AC SC AB

Найти

2 2 2

, ,

3, 1, 1,

10, 0,

2

a AS b AB c AC

a b c

ab ac bc

����������������������������������������������������������������� �����

0, 0,cos

,

m nm n

m nm n

������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������

3 0 0

10 1

21

0 12

a b c

a

b

c

, 0,

0, 6 2 0,

2 0.0;

m xa yb zc m SB m AC

xa yb zc b a x y z

y zxa yb zc c

����������������������������������������������������������������������������������������������������������������

4 2 ,

,

2 4 ,

3 1cos ,

515 151

arccos .5

m a b c

аналогично

n a b c

��������������������������������������������������������

Page 13: МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

6. Теорема о трех синусах

Теорема. В одной из граней двугранного угла, равного γ, проведена прямая, не параллельная его ребру и составляющая с ребром угол, равный α. Если β – угол между данной прямой и плоскостью грани двугранного угла её не содержащей, то .sin sin sin

Page 14: МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

Задача 3. Стороны прямоугольника равны 1 и 2. Меньшая сторона прямоугольника лежит в плоскости

π, а диагональ прямоугольника образует с ней угол,

равный β. Найти угол между плоскостью π и плоскостью прямоугольника. 2

sin sin5

5arcsin sin

2

Page 15: МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

1, , 3, , , , .

: ; .

AB BC AC SA ABC SA SB AC SC AB

Найти

РЕШИТЕ ЗАДАЧУ 1 С ПОМОЩЬЮ ТЕОРЕМЫ О ТРЕХ СИНУСАХ

Page 16: МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

7. Теорема косинусов для двугранного угла

РЕШИТЕ ЗАДАЧУ 2 С ПОМОЩЬЮ ТЕОРЕМЫ О КОСИНУСОВ ДЛЯ

ДВУГРАННОГО УГЛА

Page 17: МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

8. Свойства трехгранных углов

Page 18: МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

9. Метод прямоугольного тетраэдра 1

РАССМАТРИВАЛСЯ В ПРЕДЫДУЩЕЙ ЛЕКЦИИ

Page 19: МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

10. Метод прямоугольного тетраэдра 2 (А. Фельдман)

А. Фельдман, Метод прямоугольногоТетраэдра // Математика. 1 сентября, №7, 2012, с. 12-21

Page 20: МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ

11. Координатный метод

РЕШИТЕ ЗАДАЧУ 2 С ПОМОЩЬЮ КООРДИНАТНОГО МЕТОДА

Пусть плоскости заданы своими уравнениями:

тогда

.

1 1 1 1

2 2 2 2

: 0,

: 0,

A x B y C z D

A x B y C z D

1 2 1 2 1 2

2 2 2 2 2 21 1 1 2 2 2

cos ; .A A B B C C

A B C A B C