向量法解立體幾何

2022-12-11 19:51:04 字數 1493 閱讀 3232

用傳統的方法解立體幾何需要煩瑣的分析、複雜的計算。而用向量法解題思路清晰、過程簡潔。對立體幾何的常見問題都可以起到化繁為簡,化難為易的效果。

一. 證明兩直線平行

已知兩直線和, ,則存在唯一的實數使

二. 證明直線和平面平行

1.已知直線且三點不共線,則∥存在有序實數對使

2.已知直線和平面

的法向量,則∥

例1:如圖,在直三稜柱中,、分別是、的中點,點在上,。 求證:

(1)ef∥平面abc

(2)平面平面.

三.證明兩個平面平行

已知兩個不重合平面,法向量分別為,則∥

四.證明兩直線垂直

已知直線。,則

五.證明直線和平面垂直

已知直線,且a、b,面的法向量為,則

例1:如圖,在三稜錐中,底面,點,分別在稜上,且

(ⅰ)求證:平面;

(ⅱ)當為的中點時,求與平面所成的角的大小;

(ⅲ)是否存在點使得二面角為直二面角?並說明理由.

六.證明兩個平面垂直

已知兩個平面,兩個平面的法向量分別為,則

例1:如圖,四稜錐的底面是正方形,,點e在稜pb上.

(ⅰ)求證:平面

(ⅱ)當且e為pb的中點時,求ae與

平面pdb所成的角的大小.

七.求兩異面直線所成的角

已知兩異面直線,,則異面直線所成的角為:

八.求直線和平面所成的角

已知a,b為直線上任意兩點,為平面的法向量,則和平面所成的角為:

1. 當時

2. 當時

例、已知點h在正方體的對角線上,∠hda=.

(ⅰ)求dh與所成角的大小;

(ⅱ)求dh與平面所成角的大小.

九.求二面角

1.已知二面角,且,則二面角的平面角的大小為:

2.已知二面角分別為面的法向量,則二面角的平面角的大小與兩個法向量所成的角相等或互補。即

注:如何判斷二面角的平面角和法向量所成的角的關係。

(1)通過觀察二面角銳角還是鈍角,再由法向量的成的角求之。

(2)通過觀察法向量的方向,判斷法向量所成的角與二面角的平面角相等還是互補。

例1:如圖,四稜錐中,底面為矩形,底面, ,點m在側稜上,=60°

(i)證明:m在側稜的中點

(ii)求二面角的大小。

例2.如圖,正四稜柱中,,點在上且.

(ⅰ)證明:平面;

(ⅱ)求二面角的大小.

十.求兩條異面直線的距離

已知兩條異面直線,是與兩直線都垂直的向量,則兩條異面直線的距離

十一.求點到面的距離

已知平面和點a,b且,為平面的法向量,則點a到平面的距離

1.如圖,直四稜柱abcd—a1b1c1d1的高為3,底面是邊長為4,

且∠dab=60°的菱形,ac∩bd=o,a1c1∩b1d1=o1,

e是o1a的中點.

(1)求二面角o1-bc-d的大小;

(2)求點e到平面o1bc的距離.

用向量法解立體幾何問題

高考要求 向量作為高中教材新增內容,以其獨特的數形結合和座標運算,使之成為廣泛應用工具,但今後幾年將有淡化的趨勢 一 兩點解讀 重點 1 求異面直線的夾角 2 求直線與平面所成的角 3 求二面角的大小 4 求點到面的距離 難點 求二面角時,對二面角是銳角或鈍角的判斷 二 課前訓練 1 在正方體中,下...

向量法解立體幾何題的總結

一 基本工具 1.數量積2.射影公式 向量在上的射影為 3.直線的法向量為,方向向量為 4.平面的法向量 略 二 考點及對策 高考題主要圍繞點線面體之間的關係與度量展開,具體如下 1.關係 1.1平行關係 1.1.1線線平行兩線的方向向量平行 1.1.2線面平行線的方向向量與面的法向量垂直1.1.3...

空間向量與立體幾何

一 平行與垂直問題 一 平行 線線平行 線面平行 面面平行 注意 這裡的線線平行包括線線重合,線面平行包括直線在平面內,面面平行包括面面重合。二 垂直 線線垂直 線面垂直 面面垂直 注意 畫出圖形理解結論 二 夾角與距離問題 一 夾角 二 距離 點 直線 平面之間的距離有7種。點到平面的距離是重點....