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,y2)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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