题目列表(包括答案和解析)
2.范围:倾斜角的取值范围是[0,π)
3公式:,① k=tanα(直线的倾斜角为α,且α≠90°)
②k=
(过两点P
(x
,y
),P
(x
,y
2)且(x
≠x
))
4常见题型:①已知
(或范围)求k(或范围)
②已知k(或范围)求
(或范围)
解题方法:数形结合法,即借助y=tanx(x
[0,π))图像解决。
1.概念:直线向上的方向与x轴正方向所成的最小正角,叫做这条直线的倾斜角.
例3 已知直线
过定点
,在
轴上的截距在
的范围内,求直线
在
轴
上的截距的取值范围.
解析:如图3,
,设直线
在
轴上的截距为
,
易求得直线
在
轴上的截距分别为
和3.
由于直线
在
轴上的截距在
的范围内,即为直线
与线段
(不包括端点
)相交,
或
.
故直线
在
轴上的截距的取值范围是
.
例1
已知两点
,过点
的直线
与线段
有公共点,求
直线
的斜率
的取值范围.
解析:如图1,因为直线
与线段
有公共点,所以
的倾斜角介于直线
与直线![]()
的倾斜角之间.当
的倾斜角小于
时,
;当
的倾斜角大于
时,
.
由已知得
,
,
的取值范围是
或
.
例2 已知直线
与线段
或
的延长线相交,其中
,求直线的斜率的取值范围.
解析一:直线
过定点
,
如图2,
直线与线段
或
的延长线相交,
或
.
,
,
,
或
.
解析二:当直线与线段
相交时,
或
,即
或
;
当直线与线段
平行时,
,
当直线与线段
或
的延长线相交时,
且
.
例6 已知平面
∥平面
,线段AA′、BB′夹在两平行面之间,若E、F分别是线段AA′、BB′的中点。求证:EF∥平面
,EF∥平面![]()
错解 如图6-1,∵平面
∥平面
,∴AB∥A′B′。∴四边形A A′B′B是梯形∵EF为梯形
A A′B′B的中位线,∴EF∥AB,EF∥A′B′。
∴EF∥平面
,EF∥平面
。
辨析 一般来讲,AB与A′B′是异面直线, 于是A A′与B′B不平行, 四边形A A′B′B是空间图形,因此EF也不是梯形中位线。这样错解犯了以特殊代替一般的错误。
正解 如图6-2,连结形A A′、B′B、A′B,取A′B的中点O,连结EO、FO。∵EO是△A′AB的中卫线,∴EO∥AB。∴EO∥平面
。同理,FO∥A′B′,∴FO∥平面
∴平面EFO∥平面
∥平面
。∴ EF∥平面
,EF∥平面
。
例5 在直二面角的棱上任取一点,从这点在两个面内作一条射线和棱成45
角,求这两条射线间的尖角。
错解 如图5-1,直二面角d-
-
,AE
,且∠BAD=∠CAD=45![]()
取AB=AC过B作BC⊥
交AC于C,连结BD∵Rt△BDA≌Rt△CDA. ≌Rt△BDC, ∴AB=AC=BC .则△BAC为正三角形。∴∠BAC=60° 。
辨析 解题时,因考虑不周,只考虑了AC、AB同向的情况,而漏掉了反向的情况。
正解 (1)如图5-1,当AB、AC同向时,∠BAC=60°。
(2)如图5-2,当AB、AC反向时,取AB=AC=m,作BD⊥a于D,CE⊥a于E。这里∠BAD=∠CAE=45°,在△BDA中,BD=AD=
m 。在△DAC中,DC=
。
在Rt△BDC中 BC=
,
在△ABC中
∠BAC=
。∴∠BAC=120°。
故所求两射线间的夹角为60°或120°。
例4 如图4-1,设二面角P-EF-Q,从点A分别作AB⊥平面P,作AC⊥平面Q
,若
,
,
.求二面角
的度数。
错解 过
三点的平面和平面
分别交于
、
。∵EF⊥AC,EF⊥AB。∴EF⊥平面ABDC。∴BD⊥EF,CD⊥EF,故∠BDC为所求二面角的平面角。由∠BAC=60°,故∠BDC=120°,即二面角的平面角P-EF-Q的度数为120°。
辨析 满足条件:AB=3,AC=1,∠A=60°,∠BDC=120°的四边形ABDC是不存在的。也就是说点A不可能在二面角内不,而是在二面角外,由于作图有误,导致计算错误,
正解 如图4-2,过点A、 B、C的平面与EF垂直,故∠BDC为二面角。AD为A到EF的距离,∵Rt△ADB、Rt△ACD在同一平面内,且AD为公共边,∴A、C、B、D四点公圆。∴∠BDC=∠BAC=60
,故所求二面角P-EF-Q两度数是60
。
例3 如图3,已知平面
平面
,线段
分别交
、
于
、
,线段
分别交
、
于
、
,线段
分别交
、
于
、
,若
,
,
,求△
和△
的面积之比。
错解 ∵
,∴平面
分别交
、
于
、
。
∴
。同理
,
。由等角定理,
得
,
。∴△
∽△
。∴
。
∴
。
辨析 在证明过程中,如果两次证明的依据相同,可以使用“同理可证”。上述证明中,平面
于
、
交于
、
,得
,平面
于
、
交于
、
,得
,可用“同理可证”,但
就不能用“同理可证”,因为
、
可能共面,也可能异面,故
不一定成立,则两个三角形不一定相似。
正解 ∵
,平面
分别交
、
于
、
。∴
。同理
。由等角定理,得
。∴
,
。∴
。∴
。∴
=
=
。∴
。即△
和△
的面积之比为
。。
例2 矩形ABCD中,AB=3,BC=4,沿对角线AC折成直二面角,求顶点B和D的距离。
错解 如图2,在直二面角的面ADC内,
自D作DE⊥AC于E,连BE、BD,则BD为
所求的距离。∵DE⊥AC,∴DE、BE同为两个
全等直角三角形斜边AC上的高,∴DE=BE=
![]()
︰AC=(4×3)︰5=
。∵平面ADC
平面ABC ,∴∠DEB=90
。
∴BD=
=
DE=
。
辨析
错解中认为BE是
Rt△ABC斜边上的高,而BE并不垂直AC。造成错误的原因是主观臆断,以猜测代替证明。
正解 作BF=DE=
,EC=DC
︰AC=
,EF=AC--2EC=5-
=
。在Rt△BFE中,BE =
=
,在Rt△BED中,BD=
。
例1 如图1-1,二面角
为锐角,E、F为两个面上的两点,
,若E、F到棱AB的距离EC=FD。求证:EF与平面
所成的角也相等。
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![]()
过E、F作EC⊥AB、FD⊥AB,垂足
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ED=FC,又EF=EF,∴△ECF≌△FDE。
∴∠EFC=∠FED。
即EF与平面
所成的角相等。
辨析
由题意,EC只垂直AB,而不垂直于平面
,根据直线与平面所成角的定义知,∠EFC不是EF与平面
所成的角,而∠FED也不是EF与平面
所成的角。因此,以上证明是错误的,造成错误的原因是对于直线与平面所成的角的概念不清。
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的平面角。同理,∠FDH也是二面角![]()
的平面角。∴∠ECG=∠HDF。则Rt△EGF≌Rt△FHE。则∠EFG=∠FEH。故EF与平面
所成的角也相等。
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