用向量法解立體幾何問題

2022-12-11 19:51:06 字數 2452 閱讀 9751

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,下列各式中運算結果為向量的共有( )

③       ④

(a)1個b)2個c)3個d)4個

2.已知三點不共線,點是平面外一點,則下列各條件中,能得到點與一定共面的條件為( )

(ab(cd)

3.在正方體abcd—a1b1c1d1中,e是稜cc1的中點,則直線d1e,bc1所成角的大小為

4.正方體abcd—a1b1c1d1中,o是上底面abcd中心,若稜長為a,則三稜錐o—ab1d1的體積為

三、 典型例題

例1 正方體abcd—a1b1c1d1中,則異面直線ac與bc1的夾角為

(a)30b)45c)60d)90°

例2已知正方體abcd-a1b1c1d1的稜長為1,點m在稜ab上,且,點p是abcd麵內的動點,且點p到直線a1d1的距離與點p到點m的距離的平方差為1,則點p的軌跡是

(a)拋物線  (b)雙曲線 (c)直線   (d)以上都不是

例3 過正方形abcd的頂點a,引pa⊥平面abcd,若pa = ab,則平面abp和平面cdp所成的二面角的大小是

例4 四稜柱abcd-a1b1c1d1中,給出三個結論:

(1)四稜柱abcd-a1b1c1d1為直四稜柱;(2)底面abcd為菱形;

(3)ac1⊥b1d1. 以其中兩個論斷作為條件,餘下的乙個論斷作為結論,可以得到三個命題,其中正確命題的個數為

例5 如圖,在三稜椎p-abc中,pa⊥平面abc, d、e、f分別是稜ab、bc、cp的中點,ab=ac=1,pa=2.

(ⅰ)求直線pa與平面def所成角的大小;

(ⅱ)求點p到平面def的距離.

例6 如圖,在正三稜柱a1b1c1—abc中,d,e分別是

稜bc、的中點,ab=aa1=2.

(ⅰ)證明:;

(ⅱ)求二面角的大小;

(ⅲ)求異面直線與be的距離.

第30講用向量法解立體幾何問題

1.已知直線l⊥平面α,直線m平面β,有下面四個命題:①;②;③;④,其中正確的兩個命題的序號是

(a) ①與② (b) ③與④ (c)②與④ (d)①與③

2.在稜長為a的正方體abcd-a1b1c1d1中,p,q是對角線a1c上的點,且pq=,則三稜錐p-bdq的體積為

(a) (b) (c) (d)無法確定

3.空間四邊形每邊及對角線長均為,分別是的中點,則

(ab . 1cd)

4.在正三稜錐pabc中,已知底面邊長為4,側稜長為6,則側稜與底面所成角的大小為

5.已知正方體abcd—a1b1c1d1的稜長是1,在正方體的側面bcc1b1上到點a距離為的點的集合形成一條曲線,那麼這條曲線的形狀是它的長度是 .

6.正方體abcd—a1b1c1d1中,o是上底面abcd中心,若稜長為a,則三稜錐o—ab1d1的體積為

7.如圖,在稜長為2的正方體abcda1b1c1d1中,e、f分別為a1b1、a1d1的中點,g、h分別為bc、b1d1的中點.

(1)求異面直線gh與df的所成角的大小;

(2)指出直線gh與平面efdb的位置關係.

8.如圖,已知正四稜柱abcd—a1b1c1d1,點e在稜d1d上,截面eac∥d1b,且面eac與底面abcd所成的角為45°,ab = a.

(ⅰ) 求截畫eac的面積;

(ⅱ)求證:直線db1⊥平面eac;

(ⅲ)求三稜錐b1—eac的體積.

第30講用向量法解立體幾何問題答案

課前訓練

1234.

典型例題

例1例2例3例4 1

例5解:(ⅰ)以a為座標原點,建立如圖空間直角座標系

易知:a(0,0,0),b(1,0,0),p(0,0,2),

,,設是平面def的乙個法向量,

則即 , 取x =1, 則,

設pa與平面 def所成的角為,則

例6證明:(ⅰ)以a為原點,建立如圖的空間直角座標系,易知各點座標

a(0,0,0), b(,1,0),b1(,1,0), e(0,2,1),

則, 即

(ⅱ)易知:,,設是平面的乙個法向量,則,令

則 ,,設是平面乙個法向量,則,令則

設二面角為,則

(ⅲ)設是與be的法向量,

則,可得:取 y=3, 可知

,.五、過關練習

1.   2. 3 . 4. 5.圓弧, 6 .

7.(1)arccos;(2)平行 8.;(2)略;(3)

向量法解立體幾何

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