内容正文:
用空间向量求角和距离
数学讲师 许永忠
考点透视
必备技能
1.知识要求
2.能力及数学思想方法要求
(1)要能够掌握直线的方向向量和平面的法向量的求法,掌握所求的角与向量的夹角的关系,利用向量的夹角
技巧传播
考点突破
解析:
x
y
z
解析:
x
y
z
解析:
E
解析:
E
x
y
z
解析:
x
y
z
解析:
x
y
z
备考指津
用向量法求空间的角和距离问题是自主选择的解题方法,高考不会明确要求使用向量法.一般方式是,试
向量法求空间的角和距离一般使用坐标法,所以该解题方法的关键是建立适当的坐标系,并正确写出相关的点和向量的坐标。
小试身手
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1.考纲要求:
①理解直线的方向向量与平面的法向量。
②能用向量语言表述直线与直线、直线与平面、平面与平面的垂直、平行关系。
③能用向量方法证明有关直线和平面位置关系的一些定理(包括三垂线定理)。
(2)考查形式:
(1)考查频率:
向量方法是自主选择的方法,在高考中极少明确要求使用向量法进行证明或计算,但大多数立体几何问题(特别是解答题)都可用向量方法解决.
(1)用向量求角(或其函数值)
①两条直线的夹角
设两条直线的方向向量分别为,,夹角为,则.
②直线与平面的夹角
(2)用向量求距离
①异面直线的距离
设,是异面直线,向量满足⊥,⊥,点A∈,B∈,则,的距离.
1.用空间向量求角
求法公式见必备技能.实质:将线线角转化为方向向量的夹角(相等或互补)、将线面角转化为直线的方向向量与平面的法向量的夹角(互余或与其补角互余)、二面角转化成两个平面的法向量的夹角(相等或互补).线面角和二面角有时可以转化为线线角.
例1.(江苏卷)如图,在直三棱柱A1B1C1-ABC中,AB⊥AC,AB=AC=2,AA1=4,点D是BC的中点.
(1)求异面直线A1B与C1D所成角的余弦值;
(2)求平面ADC1与ABA1所成二面角的正弦值.
(1)以A为原点建立空间直角坐标系,
则,,,,,,
∴,.
∴.
设平面的法向量为,
∵,,
∴可取.
,得.
设平面与所成二面角为,
例1.(江苏卷)如图,在直三棱柱A1B1C1-ABC中,AB⊥AC,AB=AC=2,AA1=4,点D是BC的中点.
(1)求异面直线A1B与C1D所成角的余弦值;
(2)求平面ADC1与ABA1所成二面角的正弦值.
(2)平面