内容正文:
[素养目标] 1.能用向量语言描述空间中的点、直线与空间向量,理解直线的方向向量、重点培养数学抽象核心素养. 2.能用向量方法研究直线与直线的位置关系、两条直线所成的角,重点提升逻辑推理、数学运算核心素养.
1.2 空间向量在立体几何中的应用
1.2.1 空间中的点、直线与空间向量
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知识点一
位置向量
位置向量
坐标
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平行或重合
ν∥l
方向向量
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平行
λν
唯一确定
l1∥l2,或l1与l2重合.
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知识点二
〈ν1,ν2〉
π-〈ν1,ν2〉
sin〈ν1,ν2〉
ν1,ν2
0
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知识点三
必要不充分
充要条件
公垂线段
公垂线段
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[预习诊断]
1.若A(1,0,-1),B(2,1,2)在直线l上,则直线l的一个方向向量是( )
A.(2,2,6) B.(-1,1,3)
C.(3,1,1) D.(-3,0,1)
A
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2.若直线l1的方向向量ν1=(1,0,-1),直线l2的方向向量ν2=(-2,0,2),则直线l1与l2的位置关系是( )
A.平行 B.相交
C.垂直 D.不能确定
解析:选A.∵ν2=-2ν1,
∴ν1∥ν2,即l1∥l2,故选A.
A
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3.已知A、B、C三点的坐标分别为A(4,1,3),B(2,-5,1),C(3,7,λ),若AB⊥AC,则λ等于( )
A.28 B.-28
C.14 D.-14
D
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4.ν1=(1,2,-2),ν2=(-2,3,2)分别是空间中直线l1,l2的方向向量,则直线l1,l2所成的角大小为________.
答案:90°
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例 1
题型 1
B
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此类问题常转化为共线向量、相等向量解决,设出要求点的坐标,利用已知条件得出关于要求点坐标的方程或方程组,然后求解即可.
解后 反思
·
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1.(多选题)已知两直线l1与l2的方向向量分别为ν1=(1,-3,-2),ν2=(-3,9,6),则l1与l2的位置关系可能为( )
A.平行 B.相交
C.异面 D.重合
活学活用
AD
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用向量法证明平行关系(重点探究)
(一题多解)在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=4,AD=3,AA1=2,P,Q,R,S分别是AA1,D1C1,AB,CC1的中点.求证:PQ∥RS.
例 2
题型 2
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证明线线平行的依据与思路
证明线线平行的依据:设直线l1,l2的方向向量分别是a,b,则要证明l1∥l2,只需证明a∥b,即a=kb(k∈R).利用向量证明线线平行有两种思路:一是建立空间直角坐标系,通过坐标运算,利用向量平行的坐标表示证明;二是用基向量表示出要证明的两条直线的方向向量,通过向量的线性运算,利用向量共线的充要条件证明.
方法 技巧
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2.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别是CC1,B1C1的中点.求证:MN∥平面A1BD.
活学活用
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用向量法证明线线垂直(延伸探究)
(课本例4拓展)如图所示,在四棱锥AEFCB中,
△AEF为等边三角形,平面AEF⊥平面EFCB,EF∥BC,BC
=4,EF=2a,∠EBC=∠FCB=60°,O为EF的中点.
(1)求证:AO⊥BE;
(2)若BE⊥平面AOC,求a的值.
例 3
题型 3
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【审题指导】 (1)先利用两个平面垂直的