空间向量与立体几何小结

发布 2022-10-11 08:05:28 阅读 3645

教师寄语:拿望远镜看别人,拿放大镜看自己。

编写: 雷义平组长审核年级审核。

时间班组学生姓名。

一、学习目标:

1.熟练掌握空间向量的四种运算(包括坐标形式)

2.能灵活选择向量法、坐标法解决立体几何问题。

二、学习重难点:

重点: 利用向量解决立体几何问题

难点: 法向量的确定,角的转化。

三、学习过程:

第一部分阅读导学。

知识梳理:1.用空间向量判断空间中的位置关系的常用方法:

1)线线平行证明两条直线平行,只需证明两条直线的方向向量是共线向量.

2)线线垂直证明两条直线垂直,只需证明两直线的方向向量垂直,即⊥·=0.

3)线面平行

证明直线的方向向量与平面的法向量垂直;

证明可在平面内找到一个向量与直线方向向量是共线向量,

利用共面向量定理,即证明可在平面内找到两不共线向量来线性表示直线的方向向量.

4)线面垂直

证明直线方向向量与平面法向量平行; ②利用线面垂直的判定定理转化为线线垂直问题.

5)面面平行

证明两个平面的法向量平行(即是共线向量); 转化为线面平行、线线平行问题.

6)面面垂直

证明两个平面的法向量互相垂直; ②转化为线面垂直、线线垂直问题。

2.运用空间向量求空间角

1)求两异面直线所成角

利用公式cos〈,〉但务必注意两异面直线所成角θ的范围是,故实质上应有:cosθ=|cos〈,〉

2)求线面角

求直线与平面所成角时,一种方法是先求出直线及射影直线的方向向量,通过数量积求出直线与平面所成角;另一种方法是借助平面的法向量,先求出直线方向向量与平面法向量的夹角φ.即可求出直线与平面所成的角θ其关系是sinθ=|cosφ|.

3)求二面角

用向量法求二面角也有两种方法:一种方法是利用平面角的定义,在两个面内先求出与棱垂直的两条直线对应的方向向量,然后求出这两个方向向量的夹角,由此可求出二面角的大小;另一种方法是转化为求二面角的两个面的法向量的夹角,它与二面角的大小相等或互补.

3.运用空间向量求空间距离

空间中的各种距离一般都可以转化为求点与点、点与线、点与面的距离.

1)点与点的距离

点与点之间的距离就是这两点间线段的长度,因此也就是这两点对应向量的模.

2)点与面的距离

点与面距离的求解步骤是:

求出该平面的一个法向量; ②求出从该点出发的平面的任一条斜线段对应的向量;

求出法向量与斜线段向量的数量积的绝对值再除以法向量的模,即得要求的点面距离.

3)两异面直线的距离转化为点与面的距离来求解。

4)问题一: 空间非零向量2= ;

问题二: 设=(a1,a2,a3),=b1,b2,b3),则。

12) cos

问题三:进行空间向量的线性运算,首先要选取适当的基底,选取基底的一般原则是什么?

第二部分自学检测。

1、 给出下列命题:

若=,则必有a与c重合,b与d重合,ab与cd为同一线段;

若a·b<0,〈a,b〉是钝角;

若a是直线l的方向向量,则λa(λ∈r)也是l的方向向量;

非零向量a,b,c满足a与b,b与c,c与a都是共面向量,则a,b,c必共面.

其中错误命题的个数是。

a.1 b.2 c.3 d.4

2. 如图,在棱长为2的正方体abcd-a1b1c1d1中,m为bc的中点,n为ab的中点,p为bb1的中点.(ⅰ求证:bd1⊥b1c;(ⅱ求证:bd1⊥平面mnp.

3、如图所示,已知abcd是正方形,过a作ap⊥平面abcd,且ap=ab=a,m,n分别为bp、ac的中点.

1)求证mn⊥cd; (2)求二面角m-bn-c的大小的余弦值.

第三部分合作**。

1、已知四棱锥的底面为直角梯形,ab//cd,,pa底面abcd,且pa=ad=dc=,ab=1,m是pb的中点。

1)证明:平面pad平面pcd

2)求ac与pb所成的角余弦值的大小。

3)求平面amc与平面bmc所成二面角余弦值的大小。

3、已知棱长为1的正方体e,f分别是和中点。

1)求点到平面bdfe的距离;

2)求直线到平面bdfe所成的角。

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