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已知四面体S一ABC中,∠ASB=π/2,∠ASC=α(0απ/2),

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已知四面体S一ABC中,∠ASB=π/2,∠ASC=α(0απ/2),

∠BSC=β(0<β<π/2),以SC为棱的二面角的平面角为θ.求证:θ=π-arccos(cotα*cotβ).

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  • 2011-04-29 20:22:33
    过AB作SC的垂面交SC于D,则∠ADB=θ,设SD=a,在Rt△SDA中,SA=a/cosα=asecα,SA^2=a^2[1+(tanα)^2],AD=atanα,同理,在Rt△SDB中,
    SB^2=a^2[1+(tanβ)^2],BD=atanβ. ∴ AB^2=AD^2+BD^2=a^2[2++(tanα)^2++(tanβ)^2],由余弦定理,得cosθ=(AD^2+BD^2-AB^2)/(2ADBD)
    =-1/(tanα·tanβ)=-cotα*cotβ, ∴ θ=π-arccos(cotα*cotβ).
    

    曼***

    2011-04-29 20:22:33

其他答案

    2011-04-29 21:35:25
  • 在棱SC上任取一点D,过D分别在平面ASC和BSC上作棱SC的垂线,交SA于E,交SB于F,连接EF.
    设SD=a,
    则在Rt△ESD中,ED=atanα,ES=asecα;
    在Rt△FSD中,FD=atanβ,FS=asecβ;
    在Rt△ESF中,EF^2=(asecα)^2+(asecβ)^2.
    由上述作法可知,∠EDF为所求二面角的平面角,
    则∠EDF=θ.
    在△EDF中,
    cos∠EDF=(ED^2+FD^2-EF^2)/(2ED*FD)
    =[(atanα)^2+(atanβ)^2-(asecα)^2-(asecβ)^2]/(2atanα*atanβ)
    =-cotα*cotβ
    <0
    故所求二面角的平面角为
    θ=π-arccos(cotα*cotβ).

    柳***

    2011-04-29 21:35:25

  • 2011-04-29 20:55:48
  • 作AD⊥SC于D,作DE⊥SC交射线SB于E,连AE.
    设SD=1,则AD=tanα,SA=secα,DE=tanβ,SE=secβ,
    AE^2=SA^2+SE^2=(sec)^2+(secβ)^2,
    由余弦定理,
    cosADE=[(tanα)^2+(tanβ)^2-(secα)^2-(secβ)^2]/(2tanαtanβ)
    =-cotαcotβ,
    ∴θ=π-arccos(cotα*cotβ).
    

    l***

    2011-04-29 20:55:48

  • 2011-04-29 20:36:16
  • 在SC上取一点D,并设SD=1,
    作DE⊥SA,DF⊥SB,
    则DE=tanα,DF=tanβ,SE=secα,SF=secβ,
    ∵∠ASB=π/2,∴EF^2=(secα)^2+(secβ)^2
    由余弦定理:
    cosθ=[(tanα)^2+(tanβ)^2-(secα)^2-(secβ)^2]/(2tanαtanβ)
    =-cotα*cotβ
    ∴θ=π-arccos(cotα*cotβ)。

    j***

    2011-04-29 20:36:16

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