同一骨架 2023 年山东预赛 · P006740
空间角先化成正交分量的比值,消参后都出现到一对互补位置的平方和;配方得到最优参数,再回验点确实在允许面或棱上。
前题优化法向量分量的比,后题先由线面平行把面内点压到对角线,再优化两射线的分量比;同一平方和在两题中位于不同位置。
正方体动点截面与侧面的二面角
设 为正方体 棱 上的动点,则平面 与平面 夹角的正切值的最小值为。
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
正方体边长不影响角度,设为 并建立坐标系。
先回想这道题的想法,再试试当前题。
两个平面的夹角可由法向量求出; 其中一个平面是坐标面,正切公式会化成关于动点参数的简单二次式。
取
并令 ,其中 。
平面 为 ,法向量可取 。 平面 内有向量
故其法向量可取
设两平面的锐夹角为 。由于 沿 轴的分量为 ,
而
故
在 为 中点时取得。
当 时 ,其垂直于面 法向量的分量长度为 ,与公式一致。
一个平面为坐标面时,另一个平面的法向量相对于坐标轴的平行、垂直分量之比, 可直接给出二面角的正切,常比先求余弦再换算更简洁。
立方体标准坐标下用棱上参数写平面法向量,即得正切为sqrt(t²+(t-1)²),剩下为直接配方,路线常规。
同一骨架 2023 年山东预赛 · P006740
空间角先化成正交分量的比值,消参后都出现到一对互补位置的平方和;配方得到最优参数,再回验点确实在允许面或棱上。
前题优化法向量分量的比,后题先由线面平行把面内点压到对角线,再优化两射线的分量比;同一平方和在两题中位于不同位置。
已记下,谢谢!