第三章空間向量 3.2.2用向量方法求空間中的角
科目高二數學班級姓名時間 2015-1-16
一、學習目標:
1.理解掌握利用向量方法解決線線角、線面角、二面角的求法.
二、學習過程:
(一)**問題:
問題1:如何用向量方法求兩異面直線所成的角?
求法:設兩異面直線所成角為θ,它們的方向向量為a,b,則cos
問題2:如何用向量方法求直線與平面所成角?
求法:設l的方向向量為a,平面α的法向量為n,直線l與
平面α所成的角φ,則 sin
注:(1)直線與平面的夾角範圍
(2)平面的法向量n與ab所成的銳角的餘角是
問題3:如何用向量方法求二面角的平面角?
求法:若ab,cd分別是二面角α-l-β的兩個麵內與稜l垂直的異面直線(垂足分別為a,c),則二面角的大小就是與的夾角cos
注:用向量法求二面角的步驟
(1)尋求平面α,β的法向量u,v.
(2)利用公式求出法向量u,v的夾角φ.
(3)根據u,v的方向,確定平面α,β所構成的二面角的大小θ:
①當u,v的方向如圖①所示時,
②當u,v的方向如圖②所示時, .
(二)例題分析與訓練
題型一求異面直線所成的角
例1.如圖,在四稜錐p-abcd中,底面abcd是矩形,pa⊥底面abcd,e是pc的中點.已知ab=2,ad=2,pa=2.求:異面直線bc與ae所成的角的大小.
題型二求直線與平面的夾角
例2.如圖所示,在正方體abcd-a1b1c1d1中,求a1b與平面a1b1cd的夾角
題型三求二面角
例3. 如圖,pa⊥平面abc,ac⊥bc,pa=ac=1,bc=,求平面pab與平面pbc的夾角的余弦值.
練習2.已知正方體abcd-a1b1c1d1中平面ab1d1與平面a1bd所成的夾角為θ,求cos θ的值.
題型四求空間距離
例4.在稜長為1的正方體abcd-a1b1c1d1中,e,f分別是a1b1,cd的中點,求點b到平面aec1f的距離。
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