三正弦定理

三正弦定理

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定理概述

设二面角M-AB-N的度数为,在平面M上有一条射线AC,它和棱AB所成角为,和平面N所成的角为,则(如图)。

(注明:折叠角公式(又名:三余弦定理)以及三正弦定理的应用为立体几何的解题带来了许多方便。)

若已知二面角其中一个半平面内某直线与二面角的棱所成的角,以及该直线与另一半平面所成的角,则可以求该二面角的正弦值。

定理证明

如上图,过C作CO⊥平面N于点O,过O作直线OB⊥二面角的棱于点B,连OA,CB,则易知△CAO,△CBO,△ABC均为直角三角形.

于是,

由此容易推得

定理应用

如果将三正弦定理和三余弦定理联合起来,用于解答立体几何综合题,你会发现出乎意料地简单,甚至不用作任何辅助线!

例1 如图,已知是正三棱柱,D是AC中点,若,求以为棱,为面的二面角的度数(1994年全国高考理科数学23题)。

三正弦定理应用之例1题图三正弦定理应用之例1题图

三正弦定理应用之例1解答三正弦定理应用之例1解答

例2 已知Rt△ABC的两直角边AC=2,BC=3.P为斜边AB上一点,现沿CP将此直角三角形折成直二面角A-CP-B(如下图),当AB=时,求二面角P-AC-B大小(上海市1986年高考试题,难度系数0.28)。

三正弦定理应用之例2题图三正弦定理应用之例2题图

三正弦定理应用之例2解答三正弦定理应用之例2解答

参见

三余弦定理

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