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《空間向量的應(yīng)用》PPT課件

上傳人:san****019 文檔編號(hào):22506323 上傳時(shí)間:2021-05-27 格式:PPT 頁數(shù):56 大小:2.08MB
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1、第 7課 時(shí) 空 間 向 量 的 應(yīng) 用 1異面直線所成的角(1)過空間任一點(diǎn)O分別作異面直線a與b的平行線a與b,那么直線a與b所成的 的角,叫做異面直線a與b所成的角基礎(chǔ)知識(shí)梳理不大于90 (2)異面直線所成角的向量公式 兩異面直線a、b的方向向量分別為m和n.當(dāng)m與n的夾角不大于90時(shí),異面直線a、b所成的角與m和n的夾角 ;當(dāng)m與n的夾角大于90時(shí),直線a、b所成的角與m和n的夾角 所以直線a、b所成的角的余弦值為 .基礎(chǔ)知識(shí)梳理相等互補(bǔ) 2直線和平面所成的角 (1)平面的斜線與它在平面上的 所成的角叫做這條斜線與平面所成的角 (2)直線與平面所成角的向量公式 直線a的方向向量和平面的

2、法向量分別為m和n,若m與n的夾角不大于90時(shí),直線a與平面所成的角等于 ;若m與n的夾角大于90時(shí),直線a與平面所成的角等于 ,所以直線a的方向向量和平面所成的角的正弦值為 .基礎(chǔ)知識(shí)梳理射影m與n的夾角的余角m與n的夾角的補(bǔ)角的余角 3平面和平面所成的角(1)過二面角l棱上任一點(diǎn)O作垂直于棱l的平面角,與面、的交線分別為OA、OB,那么 叫做二面角l的平面角(2)平面與平面所成角的向量公式平面與平面的法向量分別為m和n,則二面角與m、n的夾角 基礎(chǔ)知識(shí)梳理 AOB相等或互補(bǔ) 1若平面,的法向量分別為n1(2,3,5),n2(3,1,4),則()A B C,相交但不垂直 D以上均不正確答案:

3、 C三基能力強(qiáng)化 2若直線l的方向向量與平面的法向量的夾角等于120,則直線l與平面所成的角等于()A120 B60C30 D以上均錯(cuò)答案: C三基能力強(qiáng)化 3(教材習(xí)題改編)在如圖所示的正方體A1B1C1D1ABCD中,E是C1D1的中點(diǎn),則異面直線DE與AC所成角的余弦值為()三基能力強(qiáng)化答案:D 三基能力強(qiáng)化4已知直線l的方向向量為v,平面的法向量是,且v0,則l與的位置關(guān)系是_答案: l 或 l 5.已知正方體ABCDA1B1C1D1中平面AB1D1與平面A1BD所成的角為(090),則cos_.三基能力強(qiáng)化 設(shè)a,b分別是兩異面直線l1,l2的方向向量,則課堂互動(dòng)講練考點(diǎn)一求 異 面

4、 直 線 所 成 的 角l1與 l2所 成 的 角 a與 b的 夾 角 a, b范 圍 0 0 a, b 求 法 cos |cos a, b | cos a, b 課堂互動(dòng)講練(2009年高考廣東卷)如圖,已知正方體ABCDA1B1C1D1的棱長為2,點(diǎn)E是正方形BCC1B1的中心,點(diǎn)F、G分別是棱C1D1、AA1的中點(diǎn),設(shè)點(diǎn)E1、G1分別是點(diǎn)E、G在平面DCC1D1內(nèi)的正投影(1)證明:直線FG1平面FEE1;(2)求異面直線E1G1與EA所成角的正弦值 課堂互動(dòng)講練 課堂互動(dòng)講練 課堂互動(dòng)講練 由題設(shè)知點(diǎn)E、F、G1、E1的坐標(biāo)分別為(1,2,1),(0,1,2),(0,0,1),(0,2

5、,1),課堂互動(dòng)講練 課堂互動(dòng)講練 課堂互動(dòng)講練 題目條件不變,求異面直線AE與CG所成角的余弦值課堂互動(dòng)講練 課堂互動(dòng)講練考點(diǎn)二求 直 線 與 平 面 所 成 的 角 課堂互動(dòng)講練 課堂互動(dòng)講練(2008年高考海南、寧夏卷)如圖,已知點(diǎn)P在正方體ABCDABCD的對(duì)角線BD上, PDA60.(1)求DP與CC所成角的大小;(2)求DP與平面AADD所成角的大小 課堂互動(dòng)講練【解】如圖所示,以D為原點(diǎn),棱DA,DC,DD所在直線為x軸,y軸,z軸建立空間直角坐標(biāo)系設(shè)棱長為1,則D(0,0,0),A(1,0,0),C(0,1,0),C(0,1,1), 課堂互動(dòng)講練 課堂互動(dòng)講練 課堂互動(dòng)講練 課

6、堂互動(dòng)講練【誤區(qū)警示】在求直線和平面所成的角時(shí),誤認(rèn)為直線的方向向量和平面的法向量的夾角就是直線和平面所成角,其錯(cuò)誤原因一是概念不清,二是做題不認(rèn)真 1利用向量求二面角的大小,可以不作出平面角,如圖所示,m,n即為所求二面角的平面角課堂互動(dòng)講練考點(diǎn)三求 二 面 角 課堂互動(dòng)講練2對(duì)易于建立空間直角坐標(biāo)系的幾何體,求二面角的大小時(shí),可以利用這兩個(gè)平面的法向量的夾角來求 如圖所示,二面角l,平面的法向量為n1,平面的法向量為n2,n1,n2,則二面角l的大小為或.課堂互動(dòng)講練 課堂互動(dòng)講練已知四棱錐PABCD,底面ABCD為菱形,PA平面ABCD, ABC60,E,F(xiàn)分別是BC,PC的中點(diǎn)(1)證

7、明AE PD; 課堂互動(dòng)講練【思路點(diǎn)撥】據(jù)題意,題目中過A點(diǎn)的線中垂直關(guān)系比較明顯,可以以A為坐標(biāo)原點(diǎn)建立空間坐標(biāo)系,利用向量法求解【解】(1)證明:由四邊形ABCD為菱形, ABC60,可得ABC為正三角形,點(diǎn)E為BC的中點(diǎn),所以AE BC. 又BC AD,因此AE AD.因?yàn)镻A平面ABCD,AE平面ABCD,所以PA AE.而PA平面PAD,AD平面PAD且PAADA,所以AE平面PAD.又PD平面PAD,所以AE PD.課堂互動(dòng)講練 (2)設(shè)AB2,H為PD上任意一點(diǎn)由(1)知AE平面PAD,則 EHA為EH與平面PAD所成的角課堂互動(dòng)講練 所以 ADH45.所以PA2.由(1)知AE

8、,AD,AP兩兩垂直,以A為坐標(biāo)原點(diǎn),建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,又E、F分別為BC、PC的中點(diǎn),課堂互動(dòng)講練 課堂互動(dòng)講練 取z11,則m(0,2,1)因?yàn)锽D AC,BD PA,PAACA,所以BD平面AFC.課堂互動(dòng)講練 【規(guī)律總結(jié)】利用向量法求二面角的步驟:(1)利用圖形性質(zhì)建立坐標(biāo)系;(2)求兩半平面的法向量;(3)求法向量的夾角;(4)結(jié)合圖形轉(zhuǎn)化二面角課堂互動(dòng)講練 在有些立體幾何的解答題中,建立空間直角坐標(biāo)系,以向量為工具,利用空間向量的坐標(biāo)和數(shù)量積解決直線,平面問題的位置關(guān)系、角度、長度等問題越來越受青睞,尤其是探索性問題,比用傳統(tǒng)立體幾何方法簡便快捷課堂互動(dòng)講練考點(diǎn)四利 用

9、 空 間 向 量 解 決 空 間 中 的 探 索 性 問 題 課堂互動(dòng)講練 課堂互動(dòng)講練(1)求證:AC SD;(2)若SD平面PAC,求二面角PACD的大小;(3)在(2)的條件下,側(cè)棱SC上是否存在一點(diǎn)E,使得BE平面PAC.若存在,求SE EC的值;若不存在,試說明理由 課堂互動(dòng)講練【思路點(diǎn)撥】建立空間坐標(biāo)系,以AC、BD為坐標(biāo)軸 課堂互動(dòng)講練 課堂互動(dòng)講練 課堂互動(dòng)講練 課堂互動(dòng)講練 【名師點(diǎn)評(píng)】利用空間向量解決探索性問題,具有一定的優(yōu)越性,其思路上,利用坐標(biāo)系,表示出一些點(diǎn)的坐標(biāo),計(jì)算出滿足條件的關(guān)系,從而探索出所要研究的問題課堂互動(dòng)講練 4(本題滿分12分)如圖,三棱柱ABCA1B

10、1C1中,AA1平面ABC,BC AC,BCAC2,AA13,D為AC的中點(diǎn)課堂互動(dòng)講練 (1)求證:AB1平面BDC1;(2)求二面角C1BDC的余弦值;(3)在側(cè)棱AA1上是否存在點(diǎn)P,使得CP平面BDC1?并證明你的結(jié)論解:(1)證明:連結(jié)B1C,與BC1相交于O,連結(jié)OD,如圖,四邊形BCC1B1是矩形, O是B1C的中點(diǎn)又D是AC的中點(diǎn), OD AB1. AB1平面BDC1,OD平面BDC1, AB 1平面BDC1. 4分 課堂互動(dòng)講練 課堂互動(dòng)講練 課堂互動(dòng)講練 (3)假設(shè)側(cè)棱AA1上存在一點(diǎn)P(2,y,0)(0y3),使得CP平面BDC1.方程組無解,假設(shè)不成立側(cè)棱AA 1上不存

11、在點(diǎn)P,使得CP平面BDC1 12分 課堂互動(dòng)講練 用空間向量解決立體幾何問題的“三步曲” (1)兩種思維方法用空間向量解決立體幾何問題,有兩種基本思維:一種是利用空間向量表示幾何量,利用向量的運(yùn)算進(jìn)行判斷,此種方法不需要建系;另一種是用空間向量的坐標(biāo)表示幾何量,利用向量的坐標(biāo)運(yùn)算進(jìn)行判斷,此種方法需要建系規(guī)律方法總結(jié) (2)“三步曲”建立立體圖形與空間向量的聯(lián)系,用空間向量表示問題中涉及的點(diǎn)、直線、平面,把立體幾何問題轉(zhuǎn)化為向量問題;通過向量運(yùn)算,研究點(diǎn)、直線、平面之間的位置關(guān)系以及它們之間的距離和夾角等問題把向量運(yùn)算的結(jié)果“翻譯”成相應(yīng)的幾何意義,即回歸到圖形問題規(guī)律方法總結(jié) 隨堂即時(shí)鞏固 課時(shí)活頁訓(xùn)練

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