内容正文:
7.7 空间向量的应用
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一轮 数学
必备知识· 自主梳理
关键能力 · 重点探究
课时作业 · 巩固提升
课程标准
1.理解直线的方向向量与平面的法向量. 2.能用向量语言表述线线、线面、面面间的垂直、平行关系. 3.能用向量方法证明有关线、面位置关系的一些定理(包括三垂线定理). 4.能用向量方法解决线线、线面、面面间的距离与夹角的计算问题,体会向量方法在研究几何问题中的应用.
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第一课时 利用空间向量研究直线、平面间的位置关系
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知识点一 直线的方向向量、平面的法向量
(1)直线的方向向量:如果表示非零向量a的有向线段所在直线与直线l平行或重合,则称此向量a为直线l的方向向量.
(2)平面的法向量:直线l⊥α,取直线l的方向向量a,则向量a为平面α的法向量.
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知识点二 空间位置关系的向量表示
设直线l,m的方向向量分别为a,b,平面α,β的法向量分别为u,ν,则
(1)线线平行:____________________________;
线面平行:________________________;
面面平行:__________________________.
l∥m⇔a∥b⇔a=kb,k∈R
l∥α⇔a⊥u⇔a·u=0
α∥β⇔u∥ν⇔u=kν,k∈R
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(2)线线垂直:_____________________;
线面垂直: ;
面面垂直:____________________.
l⊥m⇔a⊥b⇔a·b=0
l⊥α⇔a∥u⇔a=ku,k∈R
α⊥β⇔u⊥ν⇔u·ν=0
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B
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2.(知识点二)平面α的一个法向量为(1,2,0),平面β的一个法向量为(2,-1,0),则平面α与平面β的位置关系是( )
A.平行 B.相交但不垂直
C.垂直 D.不能确定
C
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3.(知识点一、二)已知直线l1的方向向量a=(2,4,x),直线l2的方向向量b=(2,y,2).若|a|=6,且l1⊥l2,则x+y=( )
A.3 B.3或-1
C.-1 D.1或-3
D
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4.(知识点二)已知a=(0,1,1),b=(1,1,0),c=(1,0,1)分别是平面α,β,γ的法向量,则α,β,γ三个平面中互相垂直的有__________对.
解析:∵a·b=(0,1,1)·(1,1,0)=1≠0,a·c=(0,1,1)·(1,0,1)=1≠0,b·c=(1,1,0)·(1,0,1)=1≠0,∴a,b,c中任意两个都不垂直,即α,β,γ中任意两个都不垂直.
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题型一 利用空间向量证明平行问题 互动探究
[例] 已知正方体ABCDA1B1C1D1的棱长为2,E,F分别是BB1,DD1的中点,求证:
(1)FC1∥平面ADE;
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(2)平面ADE∥平面B1C1F.
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技法点拨
利用向量法证明平行问题的方法
(1)利用三角形法则和平面向量基本定理实现向量间的相互转化,得到向量的共线关系;
(2)通过建立空间直角坐标系,借助直线的方向向量和平面的法向量进行平行关系的证明.
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迁移应用
在长方体ABCDA1B1C1D1中,AB=4,AD=3,AA1=2