立體幾何向量的知識點總結

2021-11-01 04:32:47 字數 2285 閱讀 7659

空間向量知識點班級姓名

1.設,,則.

. . .

若、為非零向量,則.

若,則. .

2. 空間向量的數量積

(1)空間向量的夾角及其表示:已知兩非零向量,在空間任取一點,作,則叫做向量與的夾角,記作;且規定,顯然有;若,則稱與互相垂直,記作:。

(2)向量的模:設,則有向線段的長度叫做向量的長度或模,記作:。

(3)向量的數量積:已知向量,則叫做的數量積,記作,即。

(4)空間向量數量積的性質:①。②。③。

(5)空間向量數量積運算律:

①。②(交換律)。

③(分配律)。

④不滿足乘法結合率:

(4)模長公式:若,,

則, (5)夾角公式:。

δabc中①<=>a為銳角②<=>a為鈍角,鈍角δ

(6)兩點間的距離公式:若,,則,或

(7),三角形重心p座標為

(8)δabc的五心:

內心p:內切圓的圓心,角平分線的交點。(單位向量)

外心p:外接圓的圓心,中垂線的交點。

垂心p:高的交點:(移項,內積為0,則垂直)

重心p:中線的交點,三等分點(中位線比)

中心:正三角形的所有心的合一。

二.空間向量與立體幾何

1.線線平行兩線的方向向量平行 1-1線面平行線的方向向量與面的法向量垂直

1-2麵麵平行兩面的法向量平行2線線垂直(共面與異面)兩線的方向向量垂直

2-1線面垂直線與面的法向量平行 2-2麵麵垂直兩面的法向量垂直

1.異面直線所成的角的求法.異面直線所成角的範圍:

1.設兩異面直線所成的角為θ,它們的方向向量為a,b,則cosθ=|cos〈a,b〉|=.

1.已知直線l1的乙個方向向量為a=(1,-2,1),直線l2的乙個方向向量為b=(2,-2,0),則兩直線所成角的余弦值為(  )

a.1    b. cd.

解析:cosθ====.

2.直線與平面所成的角的求法

①線面平行或直線在平面內:線面所成的角為; ②線面垂直:線面所成的角為;

③斜線與平面所成的角:範圍;即也就是斜線與它在平面內的射影所成的角。

線面所成的角範圍:設直線l與平面α所成的角為θ,直線l的方向向量為a,平面α的法向量為n. 則sinθ=|cos〈a,n〉|=.

3.二面角的求法

(1)設二面角α-l-β的平面角為 θ,平面α、β的法向量分別為n1,n2,則

|cosθ|=|cos〈n1,n2〉|=.

(2)二面角的平面角也可轉化為兩直線的方向向量的夾角.在兩個半平面內,各取一直線與稜垂直,當直線的方向向量的起點在稜上時,兩方向向量的夾角即為二面角的平面角.

(3)二面角a-l-β的平面角為θ,平面α、β的法向量分別為n1,n2,如何去掉|cosθ|中的絕對值號?

提示:當n1,n2所在的角與θ相等時,cosθ=cos〈n1,n2〉;當n1,n2所成角與θ互補時,cosθ=-cos〈n1,n2〉.

4.空間的距離設a(x1,y1,z1),b(x2,y2,z2),

則ab=||=.

特別地,oa=||=.(其中o為座標原點)

2.點到直線的距離

(1)點p到直線l的距離,即由點p向l作垂線,所得垂線段的長,可通過解三角形獲得.

3.點p到平面α的距離,

即為由p點向平面α作垂線所得垂線段的長,可通過解三角形或等體積法求解.

4.點麵距離:求點到平面的距離: 在平面上去一點,得向量;; 計算平面的法向量;.

4-1線面距離(線面平行):轉化為點麵距離

4-2麵麵距離(面面平行):轉化為點麵距離

1.在四稜錐p-abcd中,四邊形abcd為正方形,pd⊥平面abcd,pd=da=2,f、e分別為ad、pc的中點.(1)證明de∥平面pfb;(2)求點e到平面pfb的距離.

解:(1)證明:以d為原點,建立如圖8所示的座標系,

則p(0,0,2)、f(1,0,0)、b(2,2,0)、e(0,1,1).

=(-1,0,2),=(1,2,0),=(0,1,1).∴=+.

∴∥平面pfb.

又∵d平面pfb,∴de∥平面pfb.

(2)平面pfb的法向量為n=(x,y,z),則令x=2,

則∴法向量n=(2,-1,1).又∵=(0,1,-1),

∴d===.∴點e到面pfb的距離為.

2.在四稜錐p-abcd中,底面abcd為矩形,pa⊥平面abcd,點 e**段pc上,pc⊥平面bde.

(1)證明:bd⊥平面pac;(2)若pa=1,ad=2,求二面角b-pc-a的余弦值;

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