天津市第四十二中学 张鼎言
(一)线线,线面,面面
复习导引:线线垂直一般情况下转化为线面垂直,用三垂线定理或逆定理。异面直线成角或线面成角,需平行移动异面直线中的一条或两条。如何平移?抓住已给线段中点,作出线段的辅助中点,用好三角形中位线或等腰三角形底边中线是重要的途径。在线面成角中,线上的点到平面的垂线是关键,解决问题的方法是利用已有垂线或直接作平面的垂线。
1.如图,在三棱锥v-abc中,vc⊥底面abc,ac⊥bc,d是ab的中点,且ac=bc=a,∠vdc=θ(0<θ<-)。
(i)求证:平面vab⊥vcd;
(ii)当角θ变化时,求直线bc与平面vab所成的角的取值范围。
证明(1)∵ac=bc,d是ab的中点,
∴ab⊥cd,
又vc⊥底面abc,
∴vc⊥ab
∴ab⊥平面vcd
又ab平面vab
∴平面vab⊥平面vcd
分析(2)在平面vcd中,过c作ch⊥vd,交vd于h,连ch。
由(1)ch⊥vd,vd是平面vcd与平面vab的交线,
ch⊥平面vab
∠cbh为直线bc与平面vab所成角
∴ch=a·sin∠cbh
ch=cd·sinθ
又cd·ab=ac·bc→cd=-a,
∴-a·sinθ=a·sin∠cbh
∴sin∠cbh=-·sinθ
θ为直角△vcd中的锐角,
0<θ<-
0
∴0<∠cbh<-
即直线bc与平面vab所成角的取值范围为(0,-)。