2、直線的斜率:(1)定義:傾斜角不是90°的直線,它的傾斜角的正切值叫這條直線的斜率。直線的斜率常用k表示,即k=tan
(
≠90°).(2)傾斜角為90°的直線沒有斜率。(3)經(jīng)過(guò)兩點(diǎn)P
(x
, x
),P
(y
,y
)的直線的斜率公式為![]()
1、直線的傾斜角:(1)定義:在平面直角坐標(biāo)系中,對(duì)于一條與x軸相交的直線l,如果把x軸繞著交點(diǎn)按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)到和直線l重合時(shí)所轉(zhuǎn)的最小正角記為
,那么
就叫做直線的傾斜角。當(dāng)直線l與x軸重合或平行時(shí),規(guī)定傾斜角為0。(2)直線的傾斜角的范圍
。(3)在直線的傾斜角的定義中抓住三個(gè)重要條件:“逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)、與直線l重合、最小正角”。
12、二面角:平面內(nèi)的一條直線把平面分為兩部分,其中的每一部分都叫做半平面,
從一條直線出發(fā)的兩個(gè)半平面所組成的圖形叫二面角,這條直線叫做二面角的棱,
每個(gè)半平面叫做二面角的面,棱為l,兩個(gè)面分別為
,
的二面角記為
-l-
,
一個(gè)平面垂直于二面角
-l-
的棱,且與兩個(gè)半平面的交線分別是射線OA,OB,O為垂足,則∠AOB叫做二面角
-l-
,的平面角。
一個(gè)二面角的大小可用它的平面角的大小來(lái)衡量,二面角的平面角是多少度,就說(shuō)這個(gè)二面角是多少度。二面角大小的取值范圍是[0,180°]
計(jì)算二面角的方法:(1)定義法(常根據(jù)三垂線定理先作平面角即自二面角的一個(gè)面上一點(diǎn)向另一個(gè)面引垂線,再由垂足向棱作垂線,,再解直角三角形)。(2)射影面積法,(3)有平面角向量法(常用基向量法),(4)法向量法(常用坐標(biāo)法):![]()
利用法向量可處理二面角問(wèn)題
設(shè)
分別為平面
的法向量,二面角
的大小為
,向量
的夾角為
,則有
(圖3)或
(圖4)
圖3 圖4
第九講 直線與方程
11、最小角定理:平面的斜線和它在平面內(nèi)的射影所成的角是這條斜線和這個(gè)平面內(nèi)任一條直線所成的角中最小的角。設(shè)AB是平面a的一條斜線,A為斜足,直線m是平面a內(nèi)任一直線,AB′是AB在平面a內(nèi)的射影。
為AB和m所成的角,
為AB和射影所成的角,
射影AB′和m所成的角,則cos
=cos
cos![]()
重要應(yīng)用:空間兩條異面直線L1與L2所成的角為
≠
,過(guò)空間一定點(diǎn)P作直線L與L1,L2所成的角都是
,這樣的直線L可作多少條?
分析:(1)若
∈(0,
/2),則這樣的直線L有0條
(2)若
=
/2,則這樣的直線有1條
(3)若
∈(
/2,
),則這樣的直線L有2條
(4)若
=
,則這樣的直線L有3條
(5)若
∈(
,
),則這樣的直線L有4條
(6)若
=
,則這樣的直線L有1條
10、直線和平面所成的角:平面的一條斜線和它在平面內(nèi)的射影所成的銳角,叫這條直線和這個(gè)平面所成的角。特別當(dāng)一條直線和平面垂直時(shí),就說(shuō)直線與平面所成的角是直角,當(dāng)一條直線在平面內(nèi)或和這個(gè)平面平行時(shí),我們規(guī)定直線和平面所成的角為0°,所以直線和平面所成的角的范圍是![]()
利用法向量可處理線面角問(wèn)題
設(shè)
為直線
與平面
所成的角,
為直線
的方向向量
與平面
的法向量
之間的夾角,則有
(圖1)或
(圖2)
![]()
圖1 圖2
9、三垂線定理:在平面內(nèi)的一條直線,如果它和這個(gè)平面的一條斜線的射影垂直,那么它也和這條斜線垂直!∪咕定理的逆定理:在平面內(nèi)的一條直線,如果它和這個(gè)平面的一條斜線垂直,那么它也和這條斜線在平面內(nèi)的射影垂直。
8、(1)平面與平面的位置關(guān)系:1)平行__沒有公共點(diǎn),2)相交__有且只有一條公共直線。兩個(gè)平面的公共點(diǎn)都在同一條直線上。
(2)兩個(gè)平面平行的判定:1)一個(gè)如果平面內(nèi)有兩條相交直線和另一個(gè)平面平行,則這兩個(gè)平面平行。簡(jiǎn)稱為“線面平行,則面面平行”,2)推論:如果平面內(nèi)一個(gè)有兩條相交直線和另一個(gè)平面內(nèi)兩條相交直線平行,那么這兩個(gè)平面平行。3)垂直于同一條直線的兩個(gè)平面平行。
兩個(gè)平面平行的性質(zhì)定理:1)如果兩個(gè)平行平面同時(shí)與第三個(gè)平面相交,那么它們的交線平行。
2)兩個(gè)平行平面之間的距離處處相等,夾在兩個(gè)平行平面之間的平行線段也相等。
3)如果兩個(gè)平面平行,那么一個(gè)平面內(nèi)的所有直線都平行于另一個(gè)平面。
(3) 兩個(gè)平面垂直的判定:如果一個(gè)平面經(jīng)過(guò)另一個(gè)平面的一條垂線,那么這兩個(gè)平面互相垂直。
兩個(gè)平面垂直的性質(zhì)定理:1)如果兩個(gè)平面垂直,那么在一個(gè)平面內(nèi)垂直于它們交線的直線垂直于另一個(gè)平面。2)如果兩個(gè)平面垂直,那么從一個(gè)平面內(nèi)一點(diǎn)作另一個(gè)平面的垂線必在第一個(gè)平面內(nèi)。
7、(1)直線與平面的位置關(guān)系:1)直線在平面內(nèi), 2)直線與平面相交, 3)直線與平面平行, 其中直線與平面相交、直線與平面平行都叫作直線在平面外。
(2)直線與平面平行的判定:如果平面內(nèi)一條直線和這個(gè)平面平面平行,那么這條直線和這個(gè)平面平行。簡(jiǎn)稱為“線線平行,則線面平行!
判定直線與平面平行的方法還有:1)
2)![]()
直線與平面平行的性質(zhì)定理:如果一條直線和一個(gè)平面平行,那么經(jīng)過(guò)這條直線的平面和這個(gè)平面相交,交線和這條直線平行,簡(jiǎn)稱為“線面平行,則線線平行”。
(3) 直線與平面垂直的概念:如果一條直線和平平面內(nèi)任何一條直線都垂直,那么這條直線和這個(gè)平面垂直。公理:過(guò)一點(diǎn)有且只有一條直線和已知平面垂直。
直線和平面垂直的判定:1)一個(gè)平面內(nèi)兩條相交直線都垂直,那么這條直線和這個(gè)平面垂直。2)兩條平行線中有一條直線和一個(gè)平面垂直,那么另一條直線也和這個(gè)平面垂直。
直線和平面垂直的性質(zhì)定理:(1)如果一條直線和一個(gè)平面垂直,那么這條直線和這個(gè)平面內(nèi)所有直線都垂直。(2)如果兩條直線都垂直于同一個(gè)平面,那么這兩條直線平行。
6、異面直線的距離:(1)和兩條異面直線都垂直相交的直線叫異面直線的公垂線。兩條異面直線
的公垂線有且只有一條。而和兩條異面直線都垂直的直線有無(wú)數(shù)條。(2)求異面直線的距離的常用方法有:1)直接找公垂線段而求之。2)轉(zhuǎn)化為求直線到平面的距離,即過(guò)其中一條直線作平面和平行另一條直線。3)利用向量法:常利用端點(diǎn)在兩條異面直線上的有向線段在公垂線的方向向量上的投影。如圖:
AB為公垂線段,![]()
異面直線上兩點(diǎn)的距離公式:已知兩條異面直線a,b所成的角為
,在a,b上分別取點(diǎn)E,F(xiàn),已知AB為公垂線段,長(zhǎng)度為d,BE=m,AF=n,EF=l則l=
(同側(cè)為減,異側(cè)為加)
5、空間直線的位置關(guān)系:(1)相交直線:有且只有一個(gè)公共點(diǎn)。(2)平行直線:在同一平面內(nèi),沒有公共點(diǎn)。(3)異面直線:不在任何一個(gè)平面內(nèi),也沒有公共點(diǎn)。兩條異面直線的作圖,常借助于輔助平面。
異面直線的判定:過(guò)平面外一點(diǎn)與平面內(nèi)一點(diǎn)的直線,和平面內(nèi)不經(jīng)過(guò)該點(diǎn)的直線是異面直線。
異面直線所成的角(或夾角)的定義與求法:直線a,b是異面直線,經(jīng)過(guò)空間一點(diǎn)O,分別引直線aˊ//a , b'//b,相交直線a',b'所成的銳角(直角)叫異面直線a,b所成的角
∈
,求異面直線的夾角常用平移法和向量法。
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