Углубление · Двугранный угол ← M5
Углубление к модулю M5

Двугранный угол.

Двугранный угол — это угол между двумя плоскостями, сходящимися по общему ребру, как страницы раскрытой книги. Измеряют его не «на глаз», а через линейный угол: перпендикуляры к ребру в каждой грани. Подвигайте ползунок и раскройте книгу.

⫨две плоскости
⟂ ребрулинейный угол
θмера угла
ANGULUSкнигаребро + 2 грани⫨ раскрытая книга — двугранный угол
№ 00Идея

Угол между плоскостями

Представьте раскрытую книгу: две страницы сходятся по корешку. Корешок — это ребро, страницы — грани, а угол между ними — двугранный. Так устроены скат крыши и стена, грань пирамиды и её основание, две стенки коробки. Чтобы говорить о таком угле точно, нужна правильная мера — линейный угол.

Двугранный угол — это раскрытая книга, измеренная честно. — о стереометрии
⫨
Линейный угол

Раскройте книгу

Линейный угол двугранного — это угол между перпендикулярами к ребру, проведёнными в каждой грани из одной точки. Именно он и есть мера двугранного угла. Двигайте ползунок и следите за углом θ.

LIBERползунок раскрывает⟂ к ребру в каждой граниθ = двугранный
—

Жёлтые пунктирные отрезки — перпендикуляры к ребру (корешку) в каждой странице. Угол θ между ними и есть линейный угол двугранного. Перпендикулярность к ребру — обязательна: косой угол меру исказит.

∎
Как найти

Три шага к двугранному углу

На чертеже линейный угол нужно правильно построить — иначе ответ будет неверным.

1. Найти ребро — общую прямую двух плоскостей. 2. Выбрать точку на ребре и из неё в каждой грани провести перпендикуляр к ребру. 3. Измерить угол между этими перпендикулярами — это и есть двугранный угол.

Часто перпендикуляры строят с помощью теоремы о трёх перпендикулярах (см. углубление «Апофема и проекция»): она гарантирует, что наклонная перпендикулярна ребру, если ему перпендикулярна её проекция.

⟂Главное условие

Оба отрезка линейного угла обязаны быть перпендикулярны ребру и лежать в своих гранях. Тогда угол между ними не зависит от выбора точки на ребре и равен двугранному.

▦
Примеры

Где встречается

Двугранные углы окружают нас повсюду.

▢Грани куба

Двугранный угол между соседними гранями куба — ровно 90°. Поэтому куб так удобен как «эталон» прямого угла в пространстве.

△Грань и основание пирамиды

Угол наклона боковой грани к основанию — двугранный угол при основании. Его линейный угол строят через апофему.

⌂Скат крыши

Уклон кровли — двугранный угол между скатом и горизонтом. От него зависит сход снега и воды.

◇Тетраэдр

В правильном тетраэдре двугранный угол ≈ 70,5° — красивый пример, который считают через апофемы граней.

№ 05Связи

Куда дальше