数学百科

三面角

2023-05-03

亦称三面形.立体几何研究的基本图形.它是由具有公共端点的不共面的三条射线,以及任两条射线所成的角的内部构成的空间图形.公共端点称为三面角的顶点,射线称为三面角的棱,两棱所夹的平面部分(角)称为三面角的面(角).过每一条棱的两个面所成的二面角称为三面角的二面角.三条棱VA,VB,VC所成的三面角记为V-ABC.三面角的任一面角小于其他两个面角之和.三面角的三个二面角的和必大于两个直角而小于六个直角.若以顶点V为球心作单位球面,它与三面角相交得一球面三角形ABC(如图).该球面三角形的边(大圆劣弧)长与相应面角的弧度大小相等,球面三角形的内角与相应二面角的大小也相等.因此,三面角中,有关面角、二面角的关系与球面三角形的边角关系可以相互转化.例如,球面三角形的任一边小于其他两边之和.球面三角形的三个内角之和大于π而小于2π.三面角的显著线(如垂心线、形心线、等倾线、轴线、旁轴等)分别对应于球面三角形的巧合点(如垂心、重心、外心、内心、旁心等).一般地,多面角与球面多边形有着极密切的关系.

三面角的主要性质有:

1.三面角的任何一个面角小于另外两个面角的和,而大于另外两个面角的差.

2.三面角的三个面角之和小于360°.

3.三面角的三个二面角之和大于180°而小于3×180°.

4.三面角中,如果有两个二面角相等,则它们所对的面角也相等.反之亦然.

5.三面角中,不相等的二面角所对的面角不相等,且较大的二面角所对的面角较大.反之亦然.

6.三面角必有一组显著线(参见“三面角的显著线”).