用空间向量解决空间中“夹角”问题_第1页
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文档简介

1、利用空间向量解决空间中的“夹角”问题学习目标 :1.学会求异面直线所成的角、直线与平面所成的角、二面角的向量方法;2.能够应用向量方法解决一些简单的立体几何问题;3.提高分析与推理能力和空间想象能力。重点 :利用空间向量解决空间中的“夹角”难点 : 向量夹角与空间中的“夹角”的关系一、复习引入1用空间向量解决立体几何问题的“三步曲”(1)建立立体图形与空间向量的联系,用空间向量表示问题中涉及的点、直线、平面,把立体几何问题转化为向量问题;(化为向量问题)(2)通过向量运算,研究点、直线、平面之间的位置关系以及它们之间距离和夹角等问题;(进行向量运算)(3)把向量的运算结果“翻译”成相应的几何意

2、义。(回到图形)2向量的有关知识:(1)两向量数量积的定义:abO(2)两向量夹角公式:(3)平面的法向量:与平面垂直的向量二、知识讲解与典例分析知识点1:异面直线所成的角(范围:)(1)定义:过空间任意一点o分别作异面直线a与b的平行线a´与b´,那么直线a´与b´ 所成的锐角或直角,叫做异面直线a与b 所成的角.(2)用向量法求异面直线所成角设两异面直线a、b的方向向量分别为和,问题1: 当与的夹角不大于90°时,异面直线a、b 所成的角与 和 的夹角的关系? 问题 2:与的夹角大于90°时,异面直线a、b 所成的角与 和的夹角的

3、关系? 结论:异面直线a、b所成的角的余弦值为ABCA1B1C1xyZD例1如图,正三棱柱的底面边长为,侧棱长为,求和所成的角.解法步骤:1.写出异面直线的方向向量的坐标。 2.利用空间两个向量的夹角公式求出夹角。解:如图建立空间直角坐标系,则 , 即和所成的角为知识点2、直线与平面所成的角(范围:)(图1)思考:设平面的法向量为,则与的关系?(图2)据图分析可得:结论:例2、如图,正三棱柱的底面边长为,侧棱长为,求和所成角的正弦值.分析:直线与平面所成的角步骤: 1. 求出平面的法向量2. 求出直线的方向向量3. 求以上两个向量的夹角,(锐角)其余角为所求角ABCA1B1C1xyZD解:如图建立空间直角坐标系,则 设平面的法向量为 由取,和所成角的正弦值.知识点3:二面角(范围:)ll结论: 或归纳:法向量的方向:一进一出,二面角等于法向量夹角;同进同出,二面角等于法向量夹角的补角.例3、如图,是一直角梯形,面,求面与面所成二面角的余弦值.解:如图建立空间直角坐标系,则 易知面的法向量为 设面的法向量为,则有 ,取,得, 又方向朝面内,方向朝面外,属于“一进一出”的情况,二面角等于法向量夹角 即所求二面角的余弦值为.三、课堂小结 1异面直线所成的角: 2直线和平面所成的角: 3二面角:.四、小试牛刀 1:正方体的棱长为1,点、分别为、的中

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