由图形变化的连续性知,当点F在直线BD的无穷远处时,看成EF和BD平行,此时平面AEF与平面ACD所成二面角最小(如图3),其正弦值为.
图2 图3
综上可知,平面AEF与平面ACD所成二面角的正弦值的取值范围为.
3.用法向量定平面--定海神针
在解决立体几何中的"动态"问题时,有关角度计算问题,用法向量定平面,可将线面角或面面角转化为线线角.
例3 在长方体ABCD-A1B1C1D1中,已知二面角A1-BD-A的大小为,若空间有一条直线l与直线CC1所成的角为,则直线l与平面A1BD所成角的取值范围是________.
答案
解析 如图4,过点A作AE⊥BD于点E,连接A1E,则∠A1EA=.过点A作AH⊥A1E于点H,则\s\up6(→(→)为平面A1BD的法向量,且∠A1AH=.因为l与直线CC1所成角的大小为,即l与直线AA1所成角的大小为,那么l与直线AH所成角的取值范围为.又因为l与直线AH所成的角和l与平面A1BD所成的角互余,所以直线l与平面A1BD所成角的取值范围是.
图4
4.锁定垂面破翻折--独挡一面
在解决立体几何中的"动态"问题时,对于翻折或投影问题,若能抓住相关线或面的垂面,化空间为平面,则容易找到问题的核心.