文档介绍:-
. z.
13—立体几何中的向量方法
D所在平面,AB=2,E为PB的中点,cos<,>=,假设以DA,DC,DP所在直线分别为*,y,z轴建立空间直角坐标系,则点E的坐标为( A )
(A)(1,1,1) (B)(1,1,)(C)(1,1,)(D)(1,1,2)
解析:设P(0,0,z),
依题意知A(2,0,0),B(2,2,0),
则E(1,1,),
于是=(0,0,z),=(-1,1,),
cos<,>===.
解得z=±2,
-
. z.
由题图知z=2,故E(1,1,1).
,点M在AC1上且=,N为B1B的中点,则||为( A )
(A)a (B)a (C)a (D)a
解析:以D为原点建立如下图的空间直角坐标系D*yz,
则A(a,0,0),C1(0,a,a),
N(a,a,).
设M(*,y,z).
∵点M在AC1上且=,
∴(*-a,y,z)=(-*,a-y,a-z)
∴*=a,y=,z=.
∴M(,,),
∴||=
=a.
应选A.
,PA⊥平面ABC,∠ABC=120°,PA=AB=BC=6,则||等于(C)
(A)6 (B)6(C)12 (D)144
解析:因为=++,
所以=+++2·
=36+36+36+2×36cos 60°
=144.
所以||=12.
=(1,λ,2),b=(2,-1,2)且a与b的夹角的余弦值为,则λ=. 
解析:由得==,
-
. z.
∴8=3(6-λ),
解得λ=-2或λ=.
答案:-2或
(4,1,3),B(2,3,1),C(3,7,-5),点P(*,-1,3)在平面ABC内,则*=. 
解析:根据共面向量定理设=λ+μ,
即(*-4,-2,0)=λ(-2,2,-2)+μ(-1,6,-8),
由此得解得λ=-4,μ=1,
所以*=4+8-1=11.
答案:11
1.异面直线所成角
设异面直线a,b所成的角为θ,则cos θ=, 其中a,b分别是直线a,b的方向向量.
2.直线与平面所成角
如下图,设l为平面α的斜线,l∩α=A,a为l的方向向量,n为平面α的法向量,φ为l与α所成的角,则sin φ=|cos〈a,n〉|=.
3.二面角
(1)假设AB,CD分别是二面角α­l­β的两个平面内与棱l垂直的异面直线,则二面角(或其补角)的大小就是向量与的夹角,如图(1).
平面α与β相交于直线l,平面α的法向量为n1,平面β的法向量为n2,〈n1,n2〉=θ,则二面角α ­l ­β为θ或π-θ.设二面角大小为φ,则|cos φ|=|cos θ|=,如图(2)(3).
[典例引领]
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. z.
(2015·全国卷Ⅰ)如图,四边形ABCD为菱形,∠ABC=120°,E,F是平面ABCD同一侧的两点,BE⊥平面ABCD,DF⊥平面ABCD,BE=2DF,AE⊥EC.
(1)证明:平面AEC⊥平面AFC;
(2)求直线AE与直线CF所成角的余弦值.
解:(1)证明:连接BD,设BD∩AC于点G,连接EG,FG,EF.在菱形ABCD中,不妨设GB=1.
由∠ABC=120°,可得AG=GC=.
由BE⊥平面ABCD,AB=BC,可知AE=EC.
又AE⊥EC,所以EG=,且EG⊥AC.
在Rt△EBG中,可得BE=,故DF=.
在Rt△FDG中,可得FG=.
在直角梯形BDFE中,
由BD=2,BE=,DF=,
可得EF=.
从而EG2+FG2=EF2,
所以EG⊥FG.
又AC∩FG=G,所以EG⊥平面AFC.
因为EG⊂平面AEC,
所以平面AEC⊥平面AFC.
(2)以G为坐