第7章 第7节 立体几何中的向量方法——求空间角与距离-2022届高三数学一轮复习讲义(新高考).doc

第7章 第7节 立体几何中的向量方法——求空间角与距离-2022届高三数学一轮复习讲义(新高考).doc

  1. 1、本文档共28页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多

第七节立体几何中的向量方法

——求空间角与距离

一、教材概念·结论·性质重现

1.利用空间向量求距离

(1)点到直线的距离

如图所示,

已知直线l的单位方向向量为u,A是直线l上的定点,P是直线l外一点,则点P到直线l的距离PQ=eq\r(|\o(AP,\s\up6(→))|2-?\o(AP,\s\up6(→))·u?2).

(2)点到平面的距离

如图所示,

已知AB为平面α的一条斜线段,n为平面α的法向量,则B到平面α的距离为|eq\o(BO,\s\up6(→))|=eq\f(|\o(AB,\s\up6(→))·n|,|n|).

求点到平面的距离,若用向量知识,则离不开以该点为端点的平面的斜线段.有时利用等积法求解可能更方便.

2.两条异面直线所成角的求法

设a,b分别是两异面直线l1,l2的方向向量,则

l1与l2所成的角θ

a与b的夹角β

范围

eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))

[0,π]

求法

cosθ=eq\f(|a·b|,|a||b|)

cosβ=eq\f(a·b,|a||b|)

求两异面直线l1,l2的夹角θ,须求出它们的方向向量a,b的夹角〈a,b〉,由于夹角范围不同,有cosθ=|cos〈a,b〉|.

3.直线与平面所成角的求法

设直线l的方向向量为a,平面α的法向量为n,直线l与平面α所成的角为θ,a与n的夹角为β,则sinθ=|cosβ|=eq\f(|a·n|,|a||n|).

求直线l与平面α所成的角θ,可先求出平面α的法向量n与直线l的方向向量a的夹角,则sinθ=|cos〈n,a〉|.

4.求二面角的大小

(1)如图①,AB,CD分别是二面角α-l-β的两个半平面内与棱l垂直的直线,则二面角的大小θ=〈eq\o(AB,\s\up6(→)),eq\o(CD,\s\up6(→))〉.

(2)如图②③,n1,n2分别是二面角α-l-β的两个半平面α,β的法向量,则二面角θ的大小满足|cosθ|=|cos〈n1,n2〉|,二面角的平面角的大小是向量n1与n2的夹角(或其补角).

利用平面的法向量求二面角的大小时,求出两半平面α,β的法向量n1,n2后,要根据向量坐标在图形中观察法向量的方向,从而确定二面角与向量n1,n2的夹角是相等,还是互补.

二、基本技能·思想·活动体验

1.判断下列说法的正误,对的打“√”,错的打“×”.

(1)两直线的方向向量所成的角就是两条直线所成的角. (×)

(2)直线的方向向量和平面的法向量所成的角就是直线与平面所成的角. (×)

(3)两个平面的法向量所成的角是这两个平面所成的角. (×)

(4)两异面直线夹角的范围是eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2))),直线与平面所成角的范围是eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2))),二面角的范围是[0,π]. (√)

(5)若直线l的方向向量与平面α的法向量夹角为120°,则l和α所成角为30°. (√)

(6)若二面角α-a-β的两个半平面α,β的法向量n1,n2所成角为θ,则二面角α-a-β的大小是π-θ. (×)

2.已知两平面的法向量分别为m=(0,1,0),n=(0,1,1),则两平面所成的二面角为()

A.45° B.135°

C.45°或135° D.90°

C解析:cos〈m,n〉=eq\f(m·n,|m||n|)=eq\f(1,1×\r(2))=eq\f(\r(2),2),即〈m,n〉=45°.

所以两平面所成二面角为45°或180°-45°=135°.

3.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,已知M,N分别是BD和AD的中点,则B1M与D1N所成角的余弦值为()

A.eq\f(\r(30),10)B.eq\f(\r(30),15)C.eq\f(\r(30),30)D.eq\f(\r(15),15)

A解析:以D为原点,DA,DC,DD1所在直线分别为x轴、y轴、z轴建立如图所示空间直角坐标系.

设AB=2,则N(1,0,0),D1(0,0,2),M(1,1,0),B1(2,2,2),

所以eq\o(B1M,\s\up6(→))=(-1,-1,-2),

eq\o(D1N,\s\up6(→))=(1,0,-2),

所以eq\o(B1M,\s\up6(→))·eq\o(D1N,\s\up6(→))=-1+4=3,

|B1M|=eq\r(6),|D1N|=eq\r(5),

所以cos〈eq\o(B1M,\s\up6(→)),eq\o(D1N,\s\up6(→))〉=eq\b\lc\|\

文档评论(0)

晨妙 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

版权声明书
用户编号:8036130133000004

1亿VIP精品文档

相关文档