【数学】324立体几何中的向量方法课件1（人教A版选修2-1）.ppt

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1、第三章第三章 空间向量与立体几何空间向量与立体几何3.2 3.2 立体几何中的向量方法（四）立体几何中的向量方法（四）夹角问题：夹角问题：lamb(1) , l m的夹角为 ，coscos, ab则 lamb 夹角问题：夹角问题：(2) , l的夹角为 ，sincos, a u 则uu cos(-cos(- )= cos )= cos 2 2u cos(+cos(+ )= cos )= cos 2 2 ula la 夹角问题：夹角问题：(3) , 的夹角为 ，u v 则coscos =cos =cos u v 夹角问题：夹角问题：(3) , 的夹角为 ，u v 则coscos =cos =co

2、s u v xyz 解解1 1：以点C为坐标原点建立空间直角坐标系 如图所示，设 则： Cxyz11CC (1,0,0), (0,1,0),AB1111 1( ,0, ),( ,1)22 2Fa D11(,0,1),2AF 11 1(, 1)2 2D B 11cos,AF BD 1111|AF BDAFBD A1AB1BC1C1D1F3030=.=.1010所以 与 所成角的余弦值为1BD1AF30100111111111111 90 , ,Rt ABCBCAABCABCABCBCCACCABACDFAFDB例1、 中，现将沿着平面的法向量平移到位置，已知取、的中点 、 ，求与所成的角的余弦值

3、.0111111111111 90 , ,Rt ABCBCAABCABCABCBCCACCABACDFAFD B例1、 中，现将沿着平面的法向量平移到位置，已知取、的中点 、 ，求与所成的角的余弦值.A1AB1BC1C1D1F解解2：例例2、 空间四边形空间四边形ABCD中，中，AB=BC=CD，ABBC，BCCD，AB与与CD成成600角，求角，求AD与与BC所成的角大小所成的角大小.1AB 解 设ADABBCCD 2222 222ADABBCCDAB BCBC CDAB CD 1 1 1 00 14 2AD ()1AD BCABBCCD BC cos,1/ 2AD BC 例例3 3、 的棱

4、长为 1.111.B CAB C求与 平 面所 成 的 角 的 正 弦 值解解1 建立直角坐标系建立直角坐标系.11(010)则，- ， ，BC B 11 平面AB C的一个法向量为D=(1，1， 1)1110 1 03cos313 ，BD BC1113所以与面所成的角的正弦值为。3BCABCA1xD1B1ADBCC1yzEF例例3 3、的棱长为 1.111.B CAB C求与 平 面所 成 的 角 的 正 弦 值解解2 A1xD1B1ADBCC1yzEF 例例4、 如图，在四棱锥如图，在四棱锥P-ABCD中，底面中，底面ABCD是是正方形，侧棱正方形，侧棱PD底面底面ABCD，PD=DC,

5、E是是PC的的中点，作中点，作EFPB交交PB于点于点F. (3)求二面角求二面角C-PB-D的大小。的大小。ABCDP PE EF F,2,PBEFPBDFEFDCPBD 已知由（ ）可知故是二面角的平面角。) 1,(),(zyxPFzyxF则的坐标为设点PBkPF 因为( , ,1)(1,1, 1)( , ,)x y zkk kk所所以以kzkykx1,即0DFPB因为0131)1 ,() 1, 1 , 1 (kkkkkkk所以31k所以ABCDPEFXYZ1 1 2()3 3 3F，(3) 解 建立空间直角坐标系，设DC=1.)323131(，的坐标为点F)21,21, 0(的坐标为又点

6、E)61,61,31(FE所以2131613666)32,31,31()61,61,31(cosFDFEFDFEEFD因为60 ,60.EFDCPBD所以即二面角 的大小为 112(,)333FD 例例4、 如图，在四棱锥如图，在四棱锥P-ABCD中，底面中，底面ABCD是是正方形，侧棱正方形，侧棱PD底面底面ABCD，PD=DC, E是是PC的的中点，作中点，作EFPB交交PB于点于点F. (3)求二面角求二面角C-PB-D的大小。的大小。ABCDPEFXYZ平面平面PBC的一个法向量为的一个法向量为 解2 如图所示建立空间直角坐标系，设DC=1.1 1(0, )2 2DE 平面平面PBD的

7、一个法向量为的一个法向量为G11( ,0)22CG 1cos,1/2DE GC cos1/ 2, 60 例例4、 如图，在四棱锥如图，在四棱锥P-ABCD中，底面中，底面ABCD是是正方形，侧棱正方形，侧棱PD底面底面ABCD，PD=DC, E是是PC的的中点，作中点，作EFPB交交PB于点于点F. (3)求二面角求二面角C-PB-D的大小。的大小。ABCDP PE EF F 解3 设DC=1., 2,PBEFPBDFEFDCPBD 已知由（ ）可知故是二面角的平面角。例例5 5、 的棱长为 1.1.BD求二面角A-C的大小解解1 建立直角坐标系建立直角坐标系.A1xD1B1ADBCC1yz平

8、面平面PBD1的一个法向量为的一个法向量为1(0,1,1)DA 平面平面CBD1的一个法向量为的一个法向量为1(1,0,1)DC 11cos,1/2DA DC cos1/ 2, 120 10 .BD二面角A-C的大小为12的棱长为 1.1.BD求二面角A-C的大小解解2A1D1B1ADBCC1例例5 5、 距离问题：距离问题：(1) A(x1,y1,z1), B(x2,y2,z2), 则则222121212()()()ABxxyyzz距离问题：距离问题：asin, dAPAP a (2) 点点P与直线与直线l的距离为的距离为d , 则则距离问题：距离问题：(3) 点点P与平面与平面的距离为的距离为d , 则则 u A P O d距离问题：距离问题：(4) 平面平面与与的距离为的距离为d , 则则 umDCPAlab