资料简介
第一章§1.2空间向量基本定理
1.会用基底法表示空间向量.2.初步体会利用空间向量基本定理求解立体几何问题的思想.学习目标XUEXIMUBIAO
内容索引知识梳理题型探究随堂演练课时对点练
1知识梳理PARTONE
知识点一 证明平行、共线、共面问题(1)对于空间任意两个向量a,b(b≠0),a∥b的充要条件是存在实数λ,使.(2)如果两个向量a,b不共线,那么向量p与向量a,b共面的充要条件是存在唯一的有序实数对(x,y),使.a=λbp=xa+yb
思考怎样利用向量共线、向量共面解决几何中的证明平行、共线、共面问题?答案平行和点共线都可以转化为向量共线问题;点线共面可以转化为向量共面问题.
知识点二 求夹角、证明垂直问题(1)θ为a,b的夹角,则cosθ=.(2)若a,b是非零向量,则a⊥b⇔.a·b=0思考怎样利用向量的数量积解决几何中的求夹角、证明垂直问题?答案几何中的求夹角、证明垂直都可以转化为向量的夹角问题,解题中要注意角的范围.
知识点三 求距离(长度)问题思考怎样利用向量的数量积解决几何中的求距离(长度)问题?答案几何中求距离(长度)都可以转化为向量的模,用数量积可以求得.
思考辨析判断正误SIKAOBIANXIPANDUANZHENGWU×××√
2题型探究PARTTWO
一、证明平行、共面问题例1如图,已知正方体ABCD-A′B′C′D′,E,F分别为AA′和CC′的中点.求证:BF∥ED′.∵直线BF与ED′没有公共点,∴BF∥ED′.
反思感悟证明平行、共面问题的思路(1)利用向量共线的充要条件来证明点共线或直线平行.(2)利用空间向量基本定理证明点线共面或线面平行.
跟踪训练1如图所示,在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别在B1B和D1D上,且BE=BB1,DF=DD1.求证:A,E,C1,F四点共面.所以A,E,C1,F四点共面.
二、求夹角、证明垂直问题例2如图所示,在三棱锥A-BCD中,DA,DB,DC两两垂直,且DB=DC=DA=2,E为BC的中点.(1)证明:AE⊥BC;又DA,DB,DC两两垂直,且DB=DC=DA=2,
(2)求直线AE与DC的夹角的余弦值.
反思感悟求夹角、证明线线垂直的方法利用数量积定义可得cos〈a,b〉=,求〈a,b〉的大小,进而求得线线角,两直线垂直可作为求夹角的特殊情况.
跟踪训练2在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,BC=B1B=1,M,N分别是AD,DC的中点.求异面直线MN与BC1所成角的余弦值.
三、求距离(长度)问题例3已知平面α⊥平面β,且α∩β=l,在l上有两点A,B,线段AC⊂α,线段BD⊂β,并且AC⊥l,BD⊥l,AB=6,BD=24,AC=8,则CD=________.26
解析∵平面α⊥平面β,且α∩β=l,在l上有两点A,B,线段AC⊂α,线段BD⊂β,AC⊥l,BD⊥l,AB=6,BD=24,AC=8,∴CD=26.
反思感悟求距离(长度)问题的思路选择已知长度和夹角的三个向量作为基向量,利用基底表示向量,将距离(长度)问题转化为向量的模的问题.
√
3随堂演练PARTTHREE
1.(多选)已知A,B,C三点不共线,O为平面ABC外的任一点,则“点M与点A,B,C共面”的充分条件是√√因为2+(-1)+(-1)=0≠1,1+1+(-1)=1,由上可知,BD满足要求.12345
A.钝角三角形B.锐角三角形C.直角三角形D.不确定√12345同理,C,D均为锐角.
A.90°B.60°C.45°D.30°√12345
解析因为SA⊥底面ABC,所以SA⊥AC,SA⊥AB,又AB⊥BC,AB=BC=2,所以SC与AB所成角的大小为60°.12345
4.如图,已知▱ABCD中,AD=4,CD=3,∠D=60°,PA⊥平面ABCD,且PA=6,则PC的长为________.123457∴PC=7.
5.已知a,b是空间两个向量,若|a|=2,|b|=2,|a-b|=,则cos〈a,b〉=_____.12345
1.知识清单:(1)空间向量基本定理.(2)空间向量共线、共面的充要条件.(3)向量的数量积及应用.2.方法归纳:转化化归.3.常见误区:(1)向量夹角和线线角的范围不同,不要混淆.(2)转化目标不清:表示向量时没有转化目标,不理解空间向量基本定理的意义.课堂小结KETANGXIAOJIE
4课时对点练PARTFOUR
√基础巩固12345678910111213141516
2.如图,已知空间四边形ABCD中,AC=BD,顺次连接各边中点P,Q,R,S,所得图形是A.长方形B.正方形C.梯形D.菱形√12345678910111213141516
所以四边形PQRS为平行四边形.所以PS=PQ,故四边形ABCD为菱形.12345678910111213141516
3.如图,长方体ABCD-A1B1C1D1中,AA1=AB=2,AD=1,E,F,G分别是DC,AB,CC1的中点,则异面直线A1E与GF所成角的余弦值是√解析根据题意可得,12345678910111213141516
4.在正三棱柱ABC-A1B1C1中,若AB=BB1,则CA1与C1B所成的角的大小是A.60°B.75°C.90°D.105°√=a·b+b·c-a·c-c2∴CA1与C1B所成的角的大小是90°.12345678910111213141516
5.如图,二面角α-l-β等于,A,B是棱l上两点,BD,AC分别在平面α,β内,AC⊥l,BD⊥l,且2AB=AC=BD=2,则CD的长等于12345678910111213141516√
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6.已知向量a,b满足条件|a|=,|b|=4,若m=a+b,n=a+λb,〈a,b〉=135°,m⊥n,则实数λ=_____.解析因为m·n=0,所以(a+b)·(a+λb)=0,所以a2+(1+λ)a·b+λb2=0,12345678910111213141516
设直线AB与CD所成角为α,12345678910111213141516
8.如图,平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,|AB|=|AD|=|AA1|=1,∠BAD=∠BAA1=120°,∠DAA1=60°,则线段AC1的长度是________.12345678910111213141516
解如图,连接AC,EF,D1F,BD1,12345678910111213141516
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10.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别是C1D1,D1D的中点,正方体的棱长为1.12345678910111213141516
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综合运用A.-3B.-1C.1D.3√解析连接AG(图略),12345678910111213141516
12.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,则直线EF和BC1所成的角是A.30°B.45°C.90°D.60°√解析因为点E,F分别是棱AB,BB1的中点,设所求异面直线的夹角为θ,则12345678910111213141516
13.如图,已知正三棱柱ABC-A1B1C1的各条棱长都相等,M是侧棱CC1的中点,则异面直线AB1和BM所成的角的大小是______.90°12345678910111213141516
14.如图,一个结晶体的形状为平行六面体ABCD-A1B1C1D1,其中,以顶点A为端点的三条棱长都相等,且它们彼此的夹角都是60°,下列说法中正确的是________.(填序号)12345678910111213141516①②
解析以顶点A为端点的三条棱长都相等,它们彼此的夹角都是60°,可设棱长为1,12345678910111213141516
所以②正确.显然△AA1D为等边三角形,则∠AA1D=60°.则③不正确.12345678910111213141516
所以④不正确,故①②正确.12345678910111213141516
15.(多选)在四面体P-ABC中,以上说法正确的有√12345678910111213141516拓广探究√√
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16.如图,正方体ABCD-A1B1C1D1中,P是DD1的中点,O是底面ABCD的中心.求证:B1O⊥平面PAC.12345678910111213141516
证明如图,连接BD,则BD过点O,12345678910111213141516
又AC∩AP=A,AC,AP⊂平面PAC,∴OB1⊥平面PAC.12345678910111213141516
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