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文档简介
向量的有关知识:两向量数量积的定义:a·b=|a|·|b|·cos〈a,b〉两向量夹角公式:cos〈a,b〉=直线的方向向量:与直线平行的非零向量平面的法向量:与平面垂直的向量空间“夹角”问题1.异面直线所成角lmlm若两直线所成的角为,
则例1解:以点C为坐标原点建立空间直角坐标系如图所示,设则:
所以:所以与所成角的余弦值为练习:在长方体中,二面角的平面角①方向向量法将二面角转化为二面角的两个面的方向向量(在二面角的面内且垂直于二面角的棱)的夹角。如图,设二面角的大小为其中ABDCLBA注意法向量的方向:同进同出,二面角等于法向量夹角的补角;一进一出,二面角等于法向量夹角L
将二面角转化为二面角的两个面的法向量的夹角。如图,向量,则二面角的大小=〈〉
若二面角的大小为,
则②法向量法二面角的平面角例2正三棱柱中,D是AC的中点,当时,求二面角的余弦值。CADBC1B1A1
解法一:如图,以C为原点建立空间直角坐标系C-xyz。设底面三角形的边长为a,侧棱长为b,则C(0,0,0)故则可设=1,,则B(0,1,0)yxzCADBC1B1A1FE作于E,于F,则〈〉即为二面角的大小在中,即E分有向线段的比为由于且,所以在中,同理可求∴cos〈〉=
∴即二面角的余弦值为yxzCADBC1B1A1FE解法二:同法一,以C为原点建立空间直角坐标系C-xyz
在坐标平面yoz中
设面的一个法向量为同法一,可求B(0,1,0)∴可取=(1,0,0)为面的法向量
∴yxzCADBC1B1A1由得解得
所以,可取
二面角的大小等于〈〉
∴∴cos〈〉=
即二面角的余弦值为
方向朝面外,方向朝面内,属于“一进一出”的情况,二面角等于法向量夹角ABn2.线面角设n为平面的法向量,直线AB与平面所成的角为,向量与n所成的角为,则n而利用可求,从而再求出2.线面角l设直线l的方向向量为,平面的法向量为,且直线与平面所成的角为(),则总结归纳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
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