立体几何小结(向量方法)
向量平面,平面的法向量。
一、 向量法证明垂直和平行的条件。
1. 垂直。
线线垂直:线面垂直:
面面垂直:
2. 平行。
线线平行:线面平行:
面面平行:
二、 角度。
1.异面直线所成的角:
2.线面角:直线与平面所成角, (为平面的法向量).
3.二面角:设分别是二面角中平面的法向量,则所成的角就是所求二面角的平面角或其补角大小(指向二面角同侧,则为补角,指向异侧,则为其夹角).
三、 距离。
求距离的重点在点到平面的距离和异面直线间的距离,直线到平面的距离和两个平面的距离均可以转化成点到平面的距离。
1. 空间两点的距离公式:.
2.点到面的距离:
点到平面的距离(为平面的法向量,是经过面的一条斜线,).
3. 异面直线间的距离:
公垂线:与两直线都垂直的直线。 公垂向量:公垂线所在的向量。
异面直线间的距离(是两异面直线,其公垂向量为,分别是上任一点,为间的距离).
立体几何小结(综合法)
四、 证明垂直和平行的条件。
1.垂直。线面垂直:垂直于平面内两条相交直线。
面面垂直:(1)(2)二面角为直二面角。
2.平行。线面平行:
面面平行:
五、 角度。
1.异面直线所成的角:平移直线使两条直线在一平面内,方法:(1)直接平移;(2)补形法(3)中位线平移。
2.线面角:直线,与平面所成角,(1)求b到距离d,则,2)做出线面角:作面的垂线,关键找垂足。
3.二面角:
直接法:(1)定义法:条件中有等腰三角形或直角三角形。
2)三垂线定理:过一个面内一点作另一面的垂线,条件中哪个面有垂面向哪个面作垂线。
3)垂面法:找两平面共同的垂面,垂面与两平面的交线成的角为所求。
4)面积射影定理:
六、 距离。
点到面的距离:(1)等体积法求距离(2)作垂线,求垂线段的长度。
典型例题。例1]在棱长为a的正方体abcd—a′b′c′d′中,e、f分别是bc、a′d′的中点。
1)求证:四边形b′edf是菱形; (2)求直线a′c与de所成的角;
3)求直线ad与平面b′edf所成的角;(4)求面b′edf与面abcd所成的角。
例2]如图,四棱锥s-abcd中,sd底面abcd,ab//dc,addc,ab=ad=1,dc=sd=2,e为棱sb上的一点,平面edc平面sbc .
ⅰ)证明:se=2eb;(ⅱ求二面角a-de-c的大小 .
例3].如图,四棱锥的底面是正方形,,点e在棱pb上。
ⅰ)求证:平面;
ⅱ)当且e为pb的中点时,求ae与平面pdb所成的角的大小。
1.(2007全国)四棱锥中,底面为平行四边形,侧面底面.已知,,,
ⅰ)证明;(ⅱ求直线与平面所成角的大小.
ⅱⅰ)求点a到面scd的距离.
2.(2010全国卷1理数)如图,四棱锥s-abcd中,sd底面abcd,ab//dc,addc,ab=ad=1,dc=sd=2,e为棱sb上的一点,平面edc平面sbc .
ⅰ)证明:se=2eb;(ⅱ求二面角a-de-c的大小 .
3.(2010重庆文数)如题图,四棱锥中,底面为矩形,底面,,点是棱的中点。(ⅰ证明:平面;(ⅱ若,求二面角的平面角的余弦值。
4(2010湖北)如图,在四面体aboc中,oc⊥oa。oc⊥ob,∠aob=120°,且oa=ob=oc=1
ⅰ)设p为ac的中点,q在ab上且ab=3aq,证明:pq⊥oa;
ⅱ)求二面角o-ac-b的平面角的余弦值。
5.(2010江苏卷)如图,在四棱锥p-abcd中,pd⊥平面abcd,pd=dc=bc=1,ab=2,ab∥dc,∠bcd=900。求证:
pc⊥bc;求点a到平面pbc的距离。
6.(2010浙江文数)平行四边形abcd中,ab=2bc,∠abc=120°。e为ab中点,△ade沿直线de翻折成△a’de,使面a’de⊥面bcd,f为线段a’c的中点。
ⅰ)求证:bf∥平面a’de;
ⅱ)m为de的中点,求直线fm与面a’de所成角的余弦值。
7.(2011高考)如图,四棱锥s-abcd中,,侧面sab为等边三角形,ab=bc=2,cd=sd=1
(ⅰ)证明:;(求ab与平面sbc所成的角的大小。
1 立体几何
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