最小角定理证明怎么做?

2024-11-06 05:31:39
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回答(1):

最小角定理也叫三余弦定理。
设A为面上一点,过A的斜线AO在面上的射影为AB,AC为面上的一条直线,那么∠OAC,∠BAC,∠OAB三角的余弦关系为:
cos∠OAC=cos∠BAC×cos∠OAB (∠BAC和∠OAB只能是锐角)
通俗点说就是,平面α的一条斜线l与α所成角为θ1,α内的直线m与l在α上的射影l‘夹角为θ2,l与m所成角为θ,则cosθ=cosθ1*cosθ2.又叫最小角定理或爪子定理,可以用于求平面斜线与平面内直线成的最小角.

已知OA是面α的一条斜线,OB⊥α。在α内过B作BC⊥AC,垂足为C,连接OC。OA和α所成角∠OAB=θ1,AC和AB所成角∠BAC=θ2,OA和AC所成角∠OAC=θ。求证cosθ=cosθ1*cosθ2
证明:
∵OB⊥α
∴BC是OC在α上的射影
∵BC⊥AC
∴OC⊥AC(三垂线定理)
由三角函数的定义可知
cosθ1=AB/OA,cosθ2=AC/AB,cosθ=AC/OA
∴cosθ1*cosθ2=AB/OA*AC/AB=AC/OA=cosθ
或利用三面角余弦定理来证明。
在三面角A-OBC中,设二面角O-AB-C为∠AB,易证∠AB=90°
由三面角余弦定理得
cos∠OAC=cos∠OAB*cos∠CAB+sin∠OAB*sin∠CAB*cos∠AB
即cosθ=cosθ1*cosθ2+sinθ1*sinθ2*cos90°=cosθ1*cosθ2

回答(2):

立体几何里面的吗?如果是的话,我简单跟你说说。
证明1.根据空间角的余弦公式(这个很容易推导):线面角(与平面所成的那个角)theta, 斜线角(线-线角)alpha,射影交角(正射影与斜射影夹角)beta有简单余弦关系
cos(alpha)=cos(beta)cos(theta),于是cos(alpha)≤cos(theta),由单调性可知,theta≤alpha。因此,theta是最小角。

证明2.如果能说明最小角是存在且唯一的,就能证明,斜线与平面所成的那个角是最小的(其实,它就是唯一的,至少是有穷多个,但是欧氏空间是连续的,不允许间断跳跃,故只能唯一)。这是因为由对称性可知,如果它不是最小的,那么在直线左右有两个对称相等的角,如果最小角是这个,那么说明有两个最小角度。但是根据欧几里得空间和平面的连续性,这样的“最小角”有无穷多个,显然不对。

没有上图,见谅。。。