第1章 空间向量与立体几何 章末回顾与提升(Word教参)-【优化指导】2023-2024学年新教材高中数学选择性必修第一册(人教B版2019)

2023-11-08
| 10页
| 247人阅读
| 10人下载
教辅
山东接力教育集团有限公司
进店逛逛

内容正文:

一、空间向量的线性运算与数量积 1.空间向量的线性运算包括加、减及数乘运算,选定空间不共面的三个向量作为基向量,并用它们表示出目标向量,这是用向量法解决立体几何问题的基本要求,解题时可结合已知和所求,根据图形,利用向量运算法则表示所需向量. 2.空间向量的数量积的定义表达式为a·b=|a||b|cos 〈a,b〉,其他变式如夹角公式cos 〈a,b〉=,模的公式a2=|a|2等都是解决立体几何问题的重要公式. 如图,在四棱锥S­ABCD中,底面ABCD是边长为1的正方形,S到A,B,C,D的距离都等于2.给出以下结论: ①+++=0;②+--=0;③-+-=0;④·=·;⑤·=0. 其中正确结论的序号是__________. 答案:③④ 解析:由题意可推出-+-=+=0,所以③正确;又因为底面ABCD 是边长为1的正方形,SA=SB=SC=SD=2,所以·=2·2·cos∠ASB,·=2·2·cos∠CSD,而∠ASB=∠CSD,于是·=·,因此④正确;其余三个都不正确. [训练1]  已知空间四面体OABC各边及对角线长都等于2,E,F分别为AB,OC的中点,则向量与向量所成角的余弦值为________. 答案:- 解析:由已知得=(+),=-=-, 因此||=|+|==, ||=|-|==. 又因为·=(+)·(-)=×2-×2+×2-2=-2,所以向量与向量所成角的余弦值cos 〈,〉===-. 二、空间向量的坐标运算 熟记空间向量的坐标运算公式 设a=(x1, y1, z1),b=(x2, y2, z2), (1)加减运算:a±b=(x1±x2, y1±y2, z1±z2). (2)数量积运算:a·b=x1x2+y1y2+z1z2. (3)向量夹角:cos 〈a,b〉=. (4)向量长度:设M1(x1,y1,z1),M2(x2,y2,z2),则||=. 提醒:在利用坐标运算公式时注意先对向量式子进行化简再运算. (1)(多选)已知向量a=(4,-2,-4),b=(6,-3,-2),则下列结论正确的是(  ) A.a+b=(10,-5,-6) B.a-b=(2,-1,-6) C.a·b=10 D.|a|=6 (2)(多选)(2021·辽宁葫芦岛市高二期末)若a=(-1,λ,-2),b=(2,-1,1),a与b的夹角为120°,则λ的值为(  ) A.17 B.-17 C.-1 D.1 (1)AD (2)AC 解析:(1)因为a=(4,-2,-4),b=(6,-3,-2),所以a+b=(10,-5,-6),a-b=(-2,1,-2),a·b=4×6+(-2)×(-3)+(-4)×(-2)=38,|a|==6.故选AD. (2)由已知a·b=-2-λ-2=-λ-4,|a|==,|b|==, ∴cos 120°===-,解得λ=17或λ=-1.故选AC. [训练2] 已知a=(2,3,-4),b=(-4,-3,-2),b=x-2a,则x=__________. 答案:(0,6,-20) 解析:由b=x-2a得x=4a+2b,又4a+2b=4(2,3,-4)+2(-4,-3,-2)=(0,6,-20),∴x=(0,6,-20). [训练3] 已知向量a=(x,1,2),b=(1,y,-2),c=(3,1,z),a∥b,b⊥c. (1)求向量a,b,c; (2)求a+c与b+c所成角的余弦值. 解:(1)∵向量a=(x,1,2),b=(1,y,-2),c=(3,1,z),且a∥b,b⊥c, ∴解得 ∴向量a=(-1,1,2),b=(1,-1,-2),c=(3,1,1). (2)∵a+c=(2,2,3),b+c=(4,0,-1), ∴(a+c)·(b+c)=2×4+2×0+3×(-1)=5, |a+c|==, |b+c|==, ∴cos 〈a+c,b+c〉==. 三、利用空间向量证明平行、垂直问题 证明平行、垂直问题,除了应用传统的证明平行、垂直的判定定理外,还可以利用向量共线、平面的法向量及向量的数量积进行证明. 在四棱锥P­ABCD中,AB⊥AD,CD⊥AD,PA⊥底面ABCD,PA=AD=CD=2AB=2,M为PC的中点. (1)求证:BM∥平面PAD; (2)平面PAD内是否存在一点N,使MN⊥平面PBD?若存在,确定N的位置;若不存在,说明理由. (1)证明:以A为原点,分别以AB,AD,AP为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,如图所示, 则B(1,0,0),D(0,2,0),P(0,0,2),C(2,2,0),M(1,1,1), ∵=(0,1,1), 平面PAD的一个法向量为n=(1,0,0), ∴·n=0,即⊥n, 又BM⊄平面PAD,∴BM∥平面PAD. (2)解:=(-1,2,

资源预览图

第1章 空间向量与立体几何 章末回顾与提升(Word教参)-【优化指导】2023-2024学年新教材高中数学选择性必修第一册(人教B版2019)
1
第1章 空间向量与立体几何 章末回顾与提升(Word教参)-【优化指导】2023-2024学年新教材高中数学选择性必修第一册(人教B版2019)
2
第1章 空间向量与立体几何 章末回顾与提升(Word教参)-【优化指导】2023-2024学年新教材高中数学选择性必修第一册(人教B版2019)
3
所属专辑
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。