内容正文:
第6节 利用空间向量研究夹角、距离问题
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限时规范训练
考点探究·核心突破
必备知识·基础落实
1.能用向量方法解决点到直线、点到平面、相互平行的直线、相互平行的平面的距离问题和简单夹角问题.2.能描述解决这一类问题的程序,体会向量方法在研究几何问题中的作用.
课程标准解读
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考点探究·核心突破
必备知识·基础落实
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[知识梳理]
1.空间角
(1)空间中两条直线所成的角
设v1,v2分别是空间中直线l1,l2的方向向量,且l1与l2所成角的大小为θ.
①θ=〈v1,v2〉或θ=π-〈v1,v2〉.
②sin θ=sin〈v1,v2〉或cos θ=____________________.
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(3)二面角
如果n1,n2分别是平面α1,α2的一个法向量,设α1与α2所成角的大小为θ,如图(1)(2)所示,
(1) (2)
θ=〈n1,n2〉或θ=π-〈n1,n2〉,sin θ=sin〈n1,n2〉.
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常用结论
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×
×
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√
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2.(教材改编)已知直线l1的方向向量s1=(1,0,1),直线l2的方向向量s2=(-1,2,-2),则l1与l2的夹角的余弦值为_________.
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3.(教材改编)设直线l的方向向量为a=(1,-1,2),平面α的法向量为n=(-1,0,1),则直线l与平面α所成角的正弦值为_________.
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4.(易错自纠)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_________.
答案:45°或135°
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5.(易错自纠)在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为A1B1的中点,F为AB的中点,则CF到平面AEC1的距离为_________.
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考点一 异面直线所成的角(综合性)
(1)(2022·河南高中调研)如图,某圆锥SO的轴截面SAC是等边三角形,B是底面圆周上的一点,且∠BOC=60°,M是SA的中点,则异面直线AB与CM所成角的余弦值是( )
第1课时 利用空间向量求空间角
例 1
C
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(2)[一题多解]如图所示,在底面为正方形,侧棱垂直于底面的四棱柱ABCD - A1B1C1D1中,AA1=2AB=2,则异面直线A1B与AD1所成角的余弦值为( )
D
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反思感悟
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1.如图所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1⊥底面ABC,AB=BC=AA1,∠ABC=90°,点E,F分别是棱AB,BB1的中点,试求直线EF和BC1所成的角.
√
跟踪训练
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解:以B为原点,分别以直线BC,BA,BB1为x,y,z轴,建立空间直角坐标系(如图).
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考点二 直线与平面所成的夹角(综合性)
[一题多解](2022·全国乙卷)如图,四面体ABCD中,AD⊥CD,AD=CD,∠ADB=∠BDC,E为AC的中点.
(1)证明:平面BED⊥平面ACD;
(2)设AB=BD=2,∠ACB=60°,点F在BD上,当△AFC的面积最小时,求CF与平面ABD所成的角的正弦值.
例 2
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