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立体几何中的向量方法(Ⅱ)——求空间角与距离
(1)直线的方向向量:在直线上任取一非零向量作为它的方向向量.
(2)平面的法向量可利用方程组求出:设a,b是平面α内两不共线向量,n为平面α的法向量,则求法向量的方程组为.
(1)设异面直线l1,l2的方向向量分别为m1,m2,则l1与l2所成的角θ满足cos θ=____________.
(2)设直线l的方向向量和平面α的法向量分别为m,n,则直线l与平面α所成角θ满足sin θ=__________.
(3)求二面角的大小
1°如图①,AB、CD是二面角α—l—β的两个面内与棱l垂直的直线,则二面角的大小θ=____________.
2°如图②③,n1,n2分别是二面角α—l—β的两个半平面α,β的法向量,则二面角的大小θ满足cos θ=________________________________________.
如图,设AB为平面α的一条斜线段,
n为平面α的法向量,则B到平面α的
距离d=________________.
=(1,0,1),b=(0,1,1),那么,这条斜线与平面所成的角是________.
=(4,1,1),直线l的一个方向向量为a=(-2,-3,3),则l与α所成角的正弦值为_____________________________________________.
,在空间直角坐标系中,有一棱长为a的
正方体ABCO—A′B′C′D′,A′C的中点E与
AB的中点F的距离为________.
—A1B1C1D1中,AA1=5,AB=12,
那么直线B1C1和平面A1BCD1的距离是________.
—ABCD中,O为顶点在底面上的射影,P为侧棱SD的中点,且SO=OD,则直线BC与平面PAC的夹角的大小为________.
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题型一 求异面直线所成的角
例1 如图所示,在长方体ABCD—A1B1C1D1中,
已知AB=4,AD=3,AA1=、F分别是线段
AB、BC上的点,且EB=BF=
FD1所成的角的余弦值.
如图,在四棱锥O—ABCD中,
底面ABCD是边长为1的菱形,∠ABC=.
OA⊥底面ABCD,OA=2,M为OA的中点,
N为BC的中点.
(1)证明:直线MN∥平面OCD;
(2)求异面直线AB与MD所成角的大小.
题型二 求直线与平面所成的角
例2 如图所示,直三棱柱ABC—A1B1C1中,
底面是等腰直角三角形,∠ACB=90°,侧棱
AA1=2,D、E分别是CC1、A1B的中点,点
E在平面ABD上的射影是△ABD的重心G.
求A1B与平面ABD所成角的正弦值.
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如图所示,在正三棱柱ABC—A1B1C1中,
AB=4,AA1=,点D是BC的中点,点E在AC上,
且DE⊥A1E.