内容正文:
7.6 空间向量的应用
第三节 利用空间向量研究角度问题
【学习目标】
1.通过学习,理解直线的方向向量之间与平面的法向量之间所成的角与线线角、线面角、面面角的关系;能够应用向量方法解决线线、线面、面面的夹角的计算问题,体会向量方法在研究几何问题中的应用.
2.在解决问题过程中,逐渐提高直观想象、数学运算和逻辑推理素养.
【一】知识梳理
你能根据本节课的学习目标,画出本节课所复习知识点的思维导图吗?
【二】小试身手
1.在正方体ABCDA1B1C1D1中,E是C1D1的中点,则异面直线DE与AC夹角的余弦值为________.
2.已知两平面的法向量分别为=(0,1,0),=(0,1,1),则两平面的夹角为________.
3.正三棱柱(底面是正三角形的直棱柱)ABCA1B1C1的底面边长为2,侧棱长为2,则AC1与侧面ABB1A1所成的角为________.
【三】典例讲解
题型一 异面直线所成的角
例1 (2021·全国乙卷)在正方体ABCDA1B1C1D1中,P为B1D1的中点,则直线PB与AD1所成的角为( )
A. B. C. D.
【规律方法】
题型二 直线与平面所成的角
例2 (2021·浙江卷)如图,在四棱锥PABCD中,底面ABCD是平行四边形,∠ABC=120°,AB=1,BC=4,PA=,M,N分别为BC,PC的中点,PD⊥DC,PM⊥MD.
(1)证明:AB⊥PM;
(2)求直线AN与平面PDM所成角的正弦值.
【规律方法】
题型三 二面角及两平面的夹角
角度(一) 求两平面的夹角
例3 如图,多面体ABCDEF中,正方形ADEF与梯形ABCD所在平面互相垂直,已知AB∥CD,AD⊥CD,AB=2,CD=4,直线BE与平面ABCD所成的角的正切值等于.
(1)求证:平面BCE⊥平面BDE;
(2)求平面BDF与平面CDE夹角的余弦值.
编题:仿照(2),编题并且解答,其中一个平面为平面BDF .
【规律方法】
角度(二) 利用二面角的大小解决问题
例4 (2021·新高考Ⅰ卷)如图,在三棱锥ABCD中,平面ABD⊥平面BCD,AB=AD,O为BD的中点.
(1)证明:OA⊥CD;
(2)若△OCD是边长为1的等边三角形,点E在棱AD上,DE=2EA,且二面角EBCD的大小为45°,求三棱锥ABCD的体积.
编题:在(2)的条件下,自己尝试着求一组线面角或者线线角.
【规律方法】
【四】当堂检测
1.在正方体ABCDA1B1C1D1中,点E为BB1的中点,则平面A1ED与平面ABCD夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.
2.如图,正三棱柱ABCA1B1C1的所有棱长都相等,E,F,G分别为AB,AA1,A1C1的中点,则B1F与平面GEF所成角的正弦值为( )
A. B. C. D.
【五】反思小结,观点提炼
1.本节课我们收获了哪些知识、技能?
2.在收获这些知识、技能的过程中用到了哪些思想、方法?提升了哪些核心素养?
【六】作业布置
(
2
)
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$$第三节 利用空间向量研究角度问题
7.6 空间向量的应用
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学习目标
1.通过学习,理解直线的方向向量之间与平面的法向量之间所成的角与线线角、线面角、面面角的关系;能够应用向量方法解决线线、线面、面面的夹角的计算问题,体会向量方法