2018高三数学(理)高考总复习课件:第七章 第七节 第一课时 空间角
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2018届高考数学理科全国通用一轮总复习课件:第七章 立体几何 7.7.2 精品
【解析】以D为原点,DA,DC,DD1所在直线为坐标轴建 立空间直角坐标系,设AB=1, 则D(0,0,0),
N(0,1,
1 2
),M(0,
1 2
,
0),A1
1,
0,1,
所以DN
(0,1,
1 2
),MA1
(1,
1 2
,1),
所以DN
MA1
0 1 1(
1 ) 2
1 1 2
0,
所以 DN M所A1以,A1M与DN所成的角的大小是90°. 答案:90°
则 A(-1,0,2),B1 1,0,0,B(1,0,2),C1(0,3,0),
所以 AB1=(2,0,- 2),BC1=(-1, 3,- 2), 因为 AB1 BC1=(2,0,- 2) (-1, 3,- 2)=0, 所以 AB1 即BC异1,面直线AB1和BC1所成角为直角,则其 正弦值为1.
b.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cosθ=_c_o_s_<n__1,_n_2_> 或_-_c_o_s_<_n_1_,_n_2>_.
【特别提醒】 1.利用 | AB |2 =AB AB 可以求空间中有向线段的长度. 2.点面距离的求法
【变式训练】将正方形ABCD沿对角线AC折起,当以
A,B,C,D四点为顶点的三棱锥体积最大时,异面直线AD
与BC所成的角为 ( )
A.
B.
C.
D.
6
4
3
2
【解析】选C.不妨以△ABC为底面,则由题意当以 A,B,C,D为顶点的三棱锥体积最大,即点D到底面△ABC 的距离最大时,平面ADC⊥平面ABC,取AC的中点O,连接 BO,DO,则易知DO,BO,CO两两互相垂直,所以分别以 OD,OB,OC 所在直线为z,x,y轴建立空间直角坐标系,令 BO=DO=CO=1,则有O(0,0,0),A(0,-1,0),D(0,0,1),
2018届高考数学理科全国通用一轮总复习课件:第七章 立体几何 7.7.1 精品
【规律方法】用向量法证平行问题的类型及常用方法
线线平行
证明两直线的方向向量共线
①证明该直线的方向向量与平面的某一法向 量垂直 ②证明直线的方向向量与平面内某直线的方 线面平行 向向量平行 ③证明该直线的方向向量可以用平面内的两 个不共线的向量线性表示
线线平行
证明两直线的方向向量共线
①证明两平面的法向量平行(即为共线向量) 面面平行 ②转化为线面平行、线线平行问题
【证明】因为平面PAD⊥平面ABCD且ABCD为正方 形,所以AB,AP,AD两两垂直,以A为坐标原点,建立如图 所示的空间直角坐标系Axyz,
则A(0,0,0),B(2,0,0),C(2,2,0),D(0,2,0),P(0,0,2), E(0,0,1),F(0,1,1),G(1,2,0). PB =(2,0,-2), FE=(0,-1,0), =FG(1,1,-1),
设 PB=sFE+tFG,
即(2,0,-2)=s(0,-1,0)+t(1,1,-1),
t 2,
所以 t s 解0得, s=t=2.所以
PB=2FE+2FG,
t 2,
又因为 FE与 F不G共线,所以 与PB 共FE面,FG.
因为PB⊄平面EFG,所以PB∥平面EFG.
考向二 利用空间向量证明垂直问题 【典例2】(2016·开封模拟)如图,已知AB⊥平面 ACD,DE⊥平面ACD,△ACD为等边三角形,AD=DE=2AB. 求证:平面BCE⊥平面CDE.
第七节 立体几何中的向量方法 第一课时 利用空间向量证明空间中的
位置关系
【知识梳理】 1.直线的方向向量与平面的法向量 (1)直线的方向向量:如果表示非零向量a的有向线段所 在直线与直线l_平__行__或_重__合__,则称此向量a为直线l的方 向向量.
2018高考数学(理)一轮复习课件 第七章 立体几何 第7讲 课件
辨明两个易误点 (1)求异面直线所成角时,易求出余弦值为负值而盲目得出答
π 案而忽视了夹角范围为0, 2 .
(2)求直线与平面所成角时,注意求出两向量夹角的余弦值的 绝对值应为线面角的正弦值.
1.已知向量 m,n 分别是直线 l 和平面 α 的方向向量和法向 1 量,若 cos〈m,n〉=- ,则 l 与 α 所成的角为( 2 A.30° C.120° B.60° D.150°
(2)直线和平面所成角的求法 如图所示,设直线 l 的方向向量为 e,平面 α 的法向量为 n, 直线 l 与平面 α 所成的角为 φ,两向量 e 与 n 的夹角为 θ,则 |e· n| 有 sin φ=|cos θ|=____________ . |e||n|
(3)求二面角的大小 a.如图①,AB,CD 是二面角 α β 两个半平面内与棱 → → 〈AB,CD〉. l 垂直的直线,则二面角的大小 θ=____________ l
【解】 (1)证明:如图,连接 BD,设 BD∩AC=G,连接 EG,FG,EF.
在菱形 ABCD 中,不妨设 GB=1. 由∠ABC=120°, 可得 AG=GC= 3. 由 BE⊥平面 ABCD,AB=BC,可知 AE=EC. 又 AE⊥EC,所以 故 DF= . 2
a a → → → 则CA=(2a,0,0),AP=-a,-2,2,CB=(a,a,0).
设平面 PAC 的法向量为 n,易知可取 n=(0,1,1), → CB·n a 1 → 则 cos〈CB,n〉= = = . 2 → 2a · 2 2 |CB||n| → 所以〈CB,n〉=60°, 所以直线 BC 与平面 PAC 所成的角为 90°-60°=30°.
n=-
高考理科数学总复习《空间向量及运算》课件
π (4)错误.两异面直线夹角范围为(0,2 ],两向量夹角范围[0, π]. (5)正确.A→B+B→C+C→D+D→A=A→C+C→D+D→A=A→D+D→A=0. (6)错误.充要条件应为 a 与 b 反向且|a|≥|b|.
第12页
高考调研 ·高三总复习·数学(理)
2.在长方体 ABCD-A1B1C1D1 中,B→A+B→C+D→D1=(
)
→ A.D1B1
→ C.DB1
→ B.D1B
→ D.BD1
第13页
高考调研 ·高三总复习·数学(理)
答案 D 解析 B→A+B→C+D→D1=C→D+B→C+D→D1=B→D+D→D1=B→D1, 故选 D.
第14页
高考调研 ·高三总复习·数学(理)
3.在平行六面体 ABCD-A1B1C1D1 中,向量D→1A,D→1C,A→1C1 是( )
第6页
高考调研 ·高三总复习·数学(理)
两个向量的数量积 (1)非零向量 a,b 的数量积:a·b=|a||b|cos a,b . (2)向量的数量积的性质: ①a·e=|a|cos a,e e 为单位向量; ②a⊥b⇔a·b=0; ③|a|2=a·a. (3)向量的数量积满足如下运算律: ①(λ·a)·b=λ(a·b); ②a·b=b·a(交换律); ③a·(b+c)=a·b+a·c(分配律).
第8页
高考调研 ·高三总复习·数学(理)
(4)a∥b⇔a1=λb1,a2=λb2,a3=λb3(λ∈R,b≠0)或ba11=ab22= ab33(b1·b2·b3≠0);
(5)a⊥b⇔a1b1+a2b2+a3b3=0(a≠0,b≠0); (6)A(x1,y1,z1),B(x2,y2,z2), A→B=O→B-O→A=(x2,y2,z2)-(x1,y1,z1)=(x2-x1,y2-y1, z2-z1).
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高考调研 ·高三总复习·数学(理)
2.在长方体 ABCD-A1B1C1D1 中,B→A+B→C+D→D1=(
)
→ A.D1B1
→ C.DB1
→ B.D1B
→ D.BD1
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高考调研 ·高三总复习·数学(理)
答案 D 解析 B→A+B→C+D→D1=C→D+B→C+D→D1=B→D+D→D1=B→D1, 故选 D.
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高考调研 ·高三总复习·数学(理)
3.在平行六面体 ABCD-A1B1C1D1 中,向量D→1A,D→1C,A→1C1 是( )
第6页
高考调研 ·高三总复习·数学(理)
两个向量的数量积 (1)非零向量 a,b 的数量积:a·b=|a||b|cos a,b . (2)向量的数量积的性质: ①a·e=|a|cos a,e e 为单位向量; ②a⊥b⇔a·b=0; ③|a|2=a·a. (3)向量的数量积满足如下运算律: ①(λ·a)·b=λ(a·b); ②a·b=b·a(交换律); ③a·(b+c)=a·b+a·c(分配律).
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高考调研 ·高三总复习·数学(理)
(4)a∥b⇔a1=λb1,a2=λb2,a3=λb3(λ∈R,b≠0)或ba11=ab22= ab33(b1·b2·b3≠0);
(5)a⊥b⇔a1b1+a2b2+a3b3=0(a≠0,b≠0); (6)A(x1,y1,z1),B(x2,y2,z2), A→B=O→B-O→A=(x2,y2,z2)-(x1,y1,z1)=(x2-x1,y2-y1, z2-z1).
2018年秋高考数学一轮总复习课件:第七章 立体几何 7-7-1 精品
【解析】 (1)由题设知AF⊥AB,且由平面ABEF⊥平面
பைடு நூலகம்
ABCD,可知AF⊥平面ABCD.
又BD是圆的直径,则AB⊥AD,因此以点A为原点可建立空
间直角坐标系,如图.由于AC,BD是圆O的两条互相垂直
的直径,且AC=4 ,所以四边形ABCD是边长为4的正方
2 形,则B(4,0,0),C(4,4,0),O(2,2,0),E(4,0,2),
1 2
直线l的方向向量为n, 平面α 的法向量为m
平面α ,β 的法向量分 别为n,m
l∥ α
l⊥ α α ∥β α ⊥β
【教材拓展微思考】 1.直线的方向向量如何确定?
提示: l是空间一直线,A,B是l上任意两点,则
与
及
AB 平行的非零向量均为直线l的方向向量. AB
2.如何确定平面的法向量? 提示:设a,b是平面α 内两不共线向量,n为平面α 的法
【证明】 作AP⊥CD于点P,连接OP,如图,分别以AB,AP,AO所 在直线为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,
则
2 2 2 P(0 , 0) , D( ,, 0), O(0 , 0,,, 2) M(0 0,,, 1) 2 2 2
2 2 N(1 , ,, 0) 4 4
2 2 MN (1 , , 1), 4 4 2 2 2 OP (0, , 2), OD ( , , 2). 2 2 2 设平面OCD的一个法向量为n=(x,y,z),
=(4λ,4λ,0),NC的中点为Q(3,2,2),
F(0,0,6),N(2,0,4).
因为AB⊥EB,AB⊥BC,
所以
因为
=(4,0,0)是平面EBC的一个法向量.
最新-2021届高三数学理高考总复习课件:第七章 第七节 第一课时 空间角 精品
[即时应用] 如图,四面体 ABCD 中,O 是 BD 的中点,CA =CB=CD=BD=2,AB=AD= 2. (1)求证:AO⊥平面 BCD; (2)求异面直线 AB 与 CD 所成角的余弦值.
解:(1)证明:连接 OC,由 CA=CB=CD=BD=2,AB=AD= 2, O 是 BD 的中点,知 CO= 3,AO=1,AO⊥BD. 在△AOC 中,AC2=AO2+OC2,则 AO⊥OC. 又 BD∩OC=O,因此 AO⊥平面 BCD.
F12,0,12, ―E→F =0,-12,-12, ―D→C =(0,1,0),
∴cos〈―E→F ,―D→C 〉=
―→ ―→ EF ·DC ―→ ―→
=-
22,
| EF || DC |
∴〈―E→F ,―D→C 〉=135°,
∴异面直线 EF 和 CD 所成的角是 45°.
答案:45°
2.过正方形 ABCD 的顶点 A 作线段 PA⊥平面 ABCD,若 AB
[小题纠偏] 1.如图所示,已知正方体 ABCD -A1B1C1D1,E,
F 分 别是正方形 A1B1C1D1 和 ADD1A1 的中心, 则 EF 和 CD 所成的角是________.
解析:以 D 为原点,分别以射线 DA,DC, DD1 为 x 轴、y 轴、z 轴的非负半轴建立空间 直角坐标系 D -xyz,设正方体的棱长为 1, 则 D(0,0,0),C (0,1,0),E12,12,1,
在 Rt△FDG 中,可得 FG= 26.
在直角梯形 BDFE 中,由 BD=2,BE= 2,DF= 22,
可得 EF=322. 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.
2018高考数学(理)一轮复习课件 第七章 立体几何 第3讲 课件
2.证明共线问题的两种途径 (1)先由两点确定一条直线,再证其他点都在这条直线上; (2)直接证明这些点都在同一条特定直线上. 3.证明共面问题的两种途径 (1)首先由条件中的部分线(或点)确定一个平面,再证其他线 (或点)在此平面内; (2)将所有条件分为两部分,然后分别确定平面,再证明这两 个平面重合.
本例条件不变,如何证明“CE,D1F,DA 交于一点”? 1 [证明] 如图,由本例知 EF∥CD1,且 EF= CD1, 2
所以四边形 CD1FE 是梯形, 所以 CE 与 D1F 必相交,设交点为 P, 则 P∈CE,且 P∈D1F,
又 CE⊂平面 ABCD, 且 D1F⊂平面 A1ADD1, 所以 P∈平面 ABCD, 且 P∈平面 A1ADD1. 又平面 ABCD∩平面 A1ADD1=AD,所以 P∈AD, 所以 CE、D1F、点,l 表示直线,α,β 表示不 同的平面,则下列推理错误的是(
C
)
A.A∈l,A∈α,B∈l,B∈α⇒l⊂α B.A∈α,A∈β,B∈α,B∈β⇒α∩β=AB C.l⊄α,A∈l⇒A∉α D.A∈α,A∈l,l⊄α⇒l∩α=A
2.教材习题改编 如图所示, 在正方体 ABCDA1B1C1D1 中, E, F 分别是 AB,AD 的中点,则异面直线 B1C 与 EF 所成的角 的大小为( C )
直线 a 与 b 所成的角(或夹角). π 0, ②范围:____________ . 2 (3)定理 空间中如果 两个角的两边分别对应平行,那么这两个角 ____________.
相等或互补
3.空间中直线与平面、平面与平面的位置关系 (1)空间中直线和平面的位置关系 位置关系 直线 a 在 平面 α 内 直线 a 与平面 α 平行 图形表示 符号表示 a⊂α a∥α a∩α=A a⊥α 公共点 有无数个 公共点 没有公共点
高三数学一轮总复习 第七章 立体几何 7.6 空间向量及其运算课件.ppt
5.掌握空间向量的数量积及其坐标表示,能运用向量的数量积判断
向量的共线与垂直。
3
课前学案 基础诊断
夯基固本 基础自测
4
1.空间向量的有关概念
(1)空间向量:在空间中,具有□1 __大__小__和□2 _方__向___的量叫做空间向量。 (2)相等向量:方向□3 _相__同___且模□4 _相__等___的向量。 (3)共线向量:表示空间向量的有向线段所在直线互相 □5 平__行____或重合的向
8
②两向量的数量积:已知空间两个非零向量a,b,则□16 _|a_|_·|_b_|c_o_s_〈__a_,__b_〉____叫 做向量a,b的数量积,记作□17 ___a_·b________,即a·b=□18 ___|_a_||b_|_c_o_s〈__a_,__b_〉_____。
(2)空间向量数量积的运算律。
第七章
立体几何
1
第六节 空间向量及其运算
课前学案 基础诊断
课堂学案 考点通关
高考模拟 备考套餐
2
1.了解空间直角坐标系,会用空间直角坐标表示点的位置。
2.会推导空间两点间的距离公式。
考纲 导学
3.了解空间向量的概念,了解空间向量的基本定理及其意义,掌握 空间向量的正交分解及其坐标表示。 4.掌握空间向量22_+__a_23 ,cos〈a,b〉=|aa|·|bb|=
28
a21+a22+a23 b21+b22+b23 ________________________
。
□ →
若A(a1,b1,c1),B(a2,b2,c2),则dAB=|AB|=
29
__a_1_-__a_2_2+___b_1-__b_2_2_+__c_1_-_c。22
2018高考数学(文理通用版)一轮复习课件:第七章 立体几何 第7讲
4.已知两平面的法向量分别为m=(0,1,0),n=(0,1,1),则两平面所成的二面 角为 导学号 30072184 ( A.45° C.45° 或135°
C
) B.135° D.90°
m· n 1 2 [解析] ∵cos〈m,n〉= = = ,∴〈m,n〉=45° .∴二面角 2 |〈m|· |n〉| 2 为45° 或135° .精准高 考源自数 学文理(合订)
第七章 立体几何
第七讲 立体几何中的向量方法
1 2
3 4 5 6
考纲解读
知识梳理 考点突破
名师讲坛 思想方法 复习练案
考 纲 解 读
考点展
示
考查频
率
考纲要求
高考命题探究 1. 内容探究:与角 和距离有关的计算 是高考的热点,主 要是利用向量法解 决线线角、线面
(1)空间角的定义.
知识点二 利用空间向量求距离 1.两点间的距离 → 设点A(x1,y1,z1),点B(x2,y2,z2),则|AB|=| AB |= x1-x22+y1-y22+z1-z22. 2.点到平面的距离 如图,已知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 → n| → |AB· 离为|BO|= . |n|
设正方形 ABCD 的边长为 2a,则 A(a,-a,0),B(a,a,0),P(0,0, 4-2a2),
(2) 掌握线线角、线 面角、面面角的求
利用空
间向量 求空间 角与距 离 ★★
法.
★★★ (3) 能用向量方法解 决直线与直线、直 平面的夹角的计算 5年5考 线与平面、平面与
角、二面角的问
题. 2.形式探究:本
问题,了解向量方
知 识 梳 理
• 知识点一 利用空间向量求空间角 • 1.两条异面直线所成的角 π (0, ] 2 θ的取值 • (1)范围:两条异面直线所成的角 范围是_________. |cosφ| • (2)向量求法:设异面直线a,b的方向向量 π a与b的夹角 为a,b,直线a与b的夹角为θ , (0, ] 2 为φ,则有cosθ=_______. • 2.直线与平面所成的角 |cosφ| • (1)范围:直线和平面所成的角θ的取值范
高考数学理科(人教A)一轮复习课件 第七章 立体几何7-3
• 规律方法 (1)证明点或线共面问题,一般 有两种途径:①首先由所给条件中的部分 线(或点)确定一个平面,然后再证其余的 线(或点)在这个平面内.②将所有条件分 为两部分,然后分别确定平面,再证两平 面重合.
• (2)证明点共线问题,一般有两种途径: ①先由两点确定一条直线,再证其他各点 都在这条直线上;②直接证明这些点都在 同一条特定直线上.
• 答案:A
平面的基本性质及应用(师生共研)
• 例1 如图,在正方体ABCD A1B1C1D1中 ,E,F分别是AB和AA1的中点,求证:
• (1)E,C,D1,F四点共面; • (2)CE,D1F,DA三线共点.
证明 (1)如图,连接 CD1,EF,A1B, ∵E,F 分别是 AB 和 AA1 的中点, ∴EF∥A1B 且 EF=21A1B.
• A.空间不同三点确定一个平面
• B.空间两两相交的三条直线确定一个平 面
• C.两组对边相等的四边形是平行四边形
• D.和同一直线都相交的三条平行线在同 一平面内
• 解析:A是假命题,当三点共线时,过三 点有无数个平面;B不正确,两两相交的 三条直线不一定共线;C不正确,两组对
• 3.下列命题正确的个数为( )
1.已知在空间四边形 ABCD 中,E,H 分别是边 AB,AD 的中点, F,G 分别是边 BC,CD 上的点,且CCFB=CCGD=23(如图所示),求证:三条 直线 EF,GH,AC 交于一点.
证明:∵AEEB=HAHD=1, ∴EH∥12BD,EH=12BD;而CCBF=CCGD=23,∴FBGD=23,且 FG∥BD. ∴四边形 EFGH 为梯形,从而两腰 EF、GH 必相交于一点 P. ∵P∈直线 EF,EF⊂平面 ABC,∴P∈平面 ABC. 同理 P∈平面 ADC, ∴P 在平面 ABC 和平面 ADC 的交线 AC 上. 故 EF、GH、AC 三直线交于一点.
2018高三数学(理)一轮总复习课件:第七章 立体几何 7-7
2y-4z=0, 即 5 x+y-2z=0. 2 可取 n=(0,2,1). →| 8 5 | n · AN → 〉|= 于是|cos〈n,AN = . 25 →| |n||AN 8 5 所以直线 AN 与平面 AMN 所成角的正弦值为 . 25
3.(2014· 高考课标全国卷Ⅱ)如图,四棱锥 PABCD 中,底 面 ABCD 为矩形,PA⊥平面 ABCD,E 为 PD 的中点.
(1)证明:PB∥平面 AEC; (2)设二面角 DAEC 为 60° ,AP=1,AD= 3,求三棱锥 EACD 的体积.
解:(1)证明:连接 BD 交 AC 于点 O,连接 EO. 因为 ABCD 为矩形,所以 O 为 BD 的中点. 又 E 为 PD 的中点,所以 EO∥PB. 因为 EO⊂平面 AEC,PB⊄平面 AEC,所以 PB∥平面 AEC. (2)因为 PA⊥平面 ABCD, 且四边形 ABCD 为矩形, 所以 AB, AD,AP 两两垂直.
2.(2016· 高考全国丙卷)如图,四棱锥 PABCD 中,PA⊥底 面 ABCD,AD∥BC,AB=AD=AC=3,PA=BC=4,M 为线段 AD 上一点,AM=2MD,N 为 PC 的中点.
(1)证明 MN∥平面 PAB; (2)求直线 AN 与平面 PMN 所成角的正弦值.
2 解:(1)证明:由已知得 AM=3AD=2. 如图,取 BP 的中点 T,连接 AT,TN,由 N 为 PC 中点知 1 TN∥BC,TN=2BC=2. 又 AD∥BC,故 TN∥ ═AM,四边形 AMNT 为平行四边形,于 是 MN∥AT. 因为 AT⊂平面 PAB,MN⊄平面 PAB,所以 MN∥平面 PAB.
5,2,0),N 5 ,1,2. 2
最新-2018高三数学 第四讲空间角教师讲义手册课件全国版 文 新人教A版 精品
∴∠AEO为异面直线AE与SD所成的角. 设正四棱锥的棱长与底面边长为a,则AE=
总结评述:求异面直线所成的角,一般总是作其中一 条直线或两条直线的平行线,平移成相交,放在一个三角 形中去求.基本思想有时往往是解题的最佳思想,可以很 快的帮你找到解题思路.
【例2】 (2009·北京,16)如图,四棱锥P-ABCD的 底面是正方形,PD⊥底面ABCD,点E在棱PB上.
●基础知识 一、空间角 空间中的角包括两条异面直线所成的角、直线与平面 所成的角、二面角等.这些角都是通过两条射线所成的角 来定义的,因而这些角都可以看成是角的概念在空间的拓 广,三种角的计算方法,都是转化为平面内线与线所成的 角来计算的.确切地说,是“化归”到一个三角形中,通 过解三角形求其大小.由于引入了空间向量,三种角的计 算除以上方法外,还可考虑采用向量方法进行处理.
二、三种角的概念、取值范围及作法 (1)异面直线所成的角:在空间取一点O,过O点分别 作两异面直线的平行线所成的锐角或直角 叫做两条异面直 线所成的角.其取值范围为(0, ]. 作法:平移法. (2)直线和平面所成的角:如果直线平行平面或在平 面内,则它和平面所成的角的大小为0;如果直线垂直于 平面,则它和平面所成的角的大小为 ;如果直线是平面 的斜线,则它和它在平面内的射影所成的锐 角,称之为直 线和平面所成的角.因此,直线和平面所成角的取值范围 是[0, ].
③垂面法:过二面角的棱上一点作平面与棱垂直,分 别与两个面的交线,构成二面角的平面角.
常用面积的射影定理来求二面角,即S·cosθ=S射, 它的优点是不必作出二面角的平面角.
归纳拓展 (1)空间角的计算步骤:一找(作),二证,三计算.(2) 特别注意三种空间角的取值范围.
●易错知识 一、找错平面角致误 1.如图是三个全等的矩形构成的空间图形,D为AC 的中点,若AB1⊥BC1,求二面角D-BC1-C的大小.
总结评述:求异面直线所成的角,一般总是作其中一 条直线或两条直线的平行线,平移成相交,放在一个三角 形中去求.基本思想有时往往是解题的最佳思想,可以很 快的帮你找到解题思路.
【例2】 (2009·北京,16)如图,四棱锥P-ABCD的 底面是正方形,PD⊥底面ABCD,点E在棱PB上.
●基础知识 一、空间角 空间中的角包括两条异面直线所成的角、直线与平面 所成的角、二面角等.这些角都是通过两条射线所成的角 来定义的,因而这些角都可以看成是角的概念在空间的拓 广,三种角的计算方法,都是转化为平面内线与线所成的 角来计算的.确切地说,是“化归”到一个三角形中,通 过解三角形求其大小.由于引入了空间向量,三种角的计 算除以上方法外,还可考虑采用向量方法进行处理.
二、三种角的概念、取值范围及作法 (1)异面直线所成的角:在空间取一点O,过O点分别 作两异面直线的平行线所成的锐角或直角 叫做两条异面直 线所成的角.其取值范围为(0, ]. 作法:平移法. (2)直线和平面所成的角:如果直线平行平面或在平 面内,则它和平面所成的角的大小为0;如果直线垂直于 平面,则它和平面所成的角的大小为 ;如果直线是平面 的斜线,则它和它在平面内的射影所成的锐 角,称之为直 线和平面所成的角.因此,直线和平面所成角的取值范围 是[0, ].
③垂面法:过二面角的棱上一点作平面与棱垂直,分 别与两个面的交线,构成二面角的平面角.
常用面积的射影定理来求二面角,即S·cosθ=S射, 它的优点是不必作出二面角的平面角.
归纳拓展 (1)空间角的计算步骤:一找(作),二证,三计算.(2) 特别注意三种空间角的取值范围.
●易错知识 一、找错平面角致误 1.如图是三个全等的矩形构成的空间图形,D为AC 的中点,若AB1⊥BC1,求二面角D-BC1-C的大小.
7.6.1向量法求空间角课件高三数学一轮复习
考点二 直线与平面所成的角 【例 2】 如图,在四棱锥 P-ABCD 中,底面 ABCD 是平行四边形,∠ABC=120°, AB=1,BC=4,PA= 15,M,N 分别为 BC,PC 的中点,PD⊥DC,PM⊥MD.
(1)证明:AB⊥PM; (2)求直线 AN 与平面 PDM 所成角的正弦值.
【解】 (1)证明:因为 AB=AD,O 为 BD 的中点,所以 OA⊥BD. 因为平面 ABD⊥平面 BCD,平面 ABD∩平面 BCD=BD,OA⊂平面 ABD,所以 OA ⊥平面 BCD. 因为 CD⊂平面 BCD,所以 OA⊥CD. (2)以 O 为坐标原点,OD,OA 所在的直线分别为 y 轴,z 轴,过点 O 且垂直于 BD 的 直线为 x 轴,建立如图所示空间直角坐标系.
(2)由(1)知,A( 2,0,0),B( 2,1,0),C(0,1,0),P(0,0,1),M 22,1,0, 则A→M=- 22,1,0,P→M= 22,1,-1, B→C=(- 2,0,0),P→B=( 2,1,-1). 设 n1=(x1,y1,z1)为平面 PAM 的法向量,
则nn11··PA→ →MM= =00, ,
以 D 为坐标原点,DA,DC,DP 所在直线分别为 x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标 系.
设 BC=2x,则 D(0,0,0),A(2x,0,0),P(0,0,1),B(2x,1,0),M(x,1,0).所以A→M=(-x,1,0), P→B=(2x,1,-1),
所以(-x,1,0)·(2x,1,-1)=0,解得 x= 22(负值舍去).所以 BC= 2.
(2)以 A 为原点,AD 所在直线为 x 轴,AB 所在直线为 y 轴,AA1 所在直线为 z 轴建立 空间直角坐标系.设正方体 ABCD-A1B1C1D1 的棱长为 2,则 A(0,0,0),A1(0,0,2),D1(2,0,2), E(0,2,1),∴A→A1=(0,0,2),A→D1=(2,0,2),A→E=(0,2,1).
2018高考数学(文理通用版)一轮复习课件:第七章 立体几何 第1讲
• A.0 B.1 • C.2 D.3 • [解析] (1)(2)(3)(5)不正确,(4)正确,故选 B.
2.(2016· 天津,5 分)将一个长方体沿相邻三个面的对角线截去一 个棱锥, 得到的几何体的正视图与俯视图如图所示, 则该几何体的侧(左) 视图为 导学号 30071968 (
B
)
• [解析] 由正视图、俯视图得原几何体的 形状如图所示,则该几何体的侧视图为B .
• 知识点二 空间几何体的三视图 • 空间几何体的三视图是用正投影得到的, 完全相同 这种投影下与投影面平行的平面图形留下 主(正)视图 左(侧)视图 俯视图 的影子与平面图形的形状和大小是 _________的,三视图包括__________、 ___________、________.
• 知识点三 空间几何体的直观图 斜二测 • 空间几何体的直观图常用________画法来 画,其规则是: 垂直 • 1.原图形中x轴、y轴、z轴两两垂直,直 平行于 观图中,x′轴、y′轴的夹角为45°(或135°) 不变 ,z′轴与x′轴、y′轴所在平面 ______. 原来的一半 • 2.原图形中平行于坐标轴的线段,直观图 中仍分别________坐标轴.平行于y轴和z 轴的线段在直观图中保持原长度_____,平 行于x轴的线段长度在直观图中变为 _____________.
1.下列结论正确的个数为 导学号 30071967 (
B
)
(1)夹在圆柱的两个平行截面间的几何体还是圆柱. (2)有一个面是多边形,其余各面都是三角形的几何体是棱锥. (3)上下底面是两个平行的圆面的旋转体是圆台. (4)用一个平面去截一个球,截面是一个圆面. (5)在用斜二测画法画水平放置的∠A 时,若∠A 的两边分别平行于 x 轴和 y 轴,且∠A=90° ,则在直观图中∠A=45° .
高三数学复习课件:7.6空间角(共20张PPT)
VS
题组一 判断正误⇔概念辨析
1.判断下列结论的正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)两直线的方向向量所成的角就是两条直线所成的角.( ) (2)直线的方向向量和平面的法向量所成的角就是直线与平面所成的角.( ) (3)两个平面的法向量所成的角是这两个平面所成的角.( ) (4)两异面直线夹角的范围是0,π2,直线与平面所成角的范围是0,π2,二面角 的范围是[0,π].( )
考点三 利用向量求二面角
师生 共研
(2017·山东卷)如图,几何体是圆柱的一部分,它是由矩形 ABCD(及其内 部)以 AB 边所在直线为旋转轴旋转 120°得到的,G 是D︵F 的中点.
(1)设 P 是C︵E 上的一点,且 AP⊥BE,求∠CBP 的大小; (2)当 AB=3,AD=2 时,求二面角 E-AG-C 的大小.
(1)证明:平面 PEF⊥平面 ABFD; (2)求 DP 与平面 ABFD 所成角的正弦值.
利用向量求线面角的方法 (1)分别求出斜线和它在平面内的射影直线的方向向量,转化为求两个方向向量 的夹角(或其补角). (2)通过平面的法向量来求,即求出斜线的方向向量与平面的法向量所夹的锐 角,取其余角就是斜线和平面所成的角.
[训练] (2017·全国卷Ⅰ,节选)如图,在四棱锥 P-ABCD 中,AB∥CD,且∠BAP =∠CDP=90°.
若 PA=PD=AB=DC,∠APD=90°,求二面角 A-PB-C 的余弦值.
核心素养系列 (四十)逻辑推理——利用向量求解空间角中的核心素养 利用直线的方向向量和平面的法向量求解空间角问题,特别是解决存在型 问题,更凸显了向量法的独特魅力. 这类问题的解决一般是先假设存在,通过 建立空间直角坐标系,将问题转化为向量问题来解决.
五年高考三年模拟2018届高三数学理新课标一轮复习课件:8.5 空间向量及其应用、空间角 精品
(3)求二面角的大小
(i)如图a,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= < AB, CD> .
(ii)如图b、c,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=
cos<n1,n2>或-cos<n1,n2> . 3.点到面的距离的求法 如图,设A为平面α内的一点,B为平面α外的一点,n为平面α的法向量,则B到平面α的距离d=
(2)设直线l的方向向量为v,平面α的法向量为u,则l⊥α⇔ v∥u . (3)设平面α和β的法向量分别为u1和u2,则α⊥β⇔ u1⊥u2 ⇔ u1·u2=0 . 三、立体几何中的向量方法(Ⅱ)——求空间角与距离 1.线直线的方向向量与平面的法向量的确定 (1)找直线的方向向量:在直线上任取一非零向量可作为它的方向向量. (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
| AN || BM | 5 6 30 10
方法2 平行与垂直、直线与平面所成的角
1.用向量法证明平行(或垂直)只需证明a∥b(或a·b=0). 2.求线面角的常用方法: (1)找:即找出直线与平面所成的角,再通过解三角形求解,具体步骤为: ①寻找过斜线上一点与平面垂直的直线,或过斜线上一点作平面的垂线,确定垂足的位置; ②连结垂足和斜足得到斜线在平面内的射影,斜线与其射影所成的锐角或直角即为所求的角; ③将该角归结为某个三角形的内角(一般是直角三角形),通过解三角形(可能需要解多个三角 形)求得该角或其三角函数值. (2)算:①公式法:sin θ= h .其中,θ为线面角,h为点B到平面α的距离,l为斜线段AB的长.(如图所示)
2018届高考数学理科全国通用一轮总复习课件:第七章 立体几何 7.1 精品
2.(必修2P19练习T3改编)利用斜二测画法得到的:
①三角形的直观图一定是三角形;
②正方形的直观图一定是菱形;
③等腰梯形的直观图可以是平行四边形;
④菱形的直观图一定是菱形.
以上结论正确的个数是
.
【解析】由斜二测画法的规则可知①正确;②错误,是一 般的平行四边形;③错误,等腰梯形的直观图不可能是平 行四边形;而菱形的直观图也不一定是菱形,④也错误. 答案:1
2.已知三视图,判断几何体的技巧 (1)对柱、锥、台、球的三视图要熟悉. (2)明确三视图的形成原理,并能结合空间想象将三视 图还原为直观图. (3)遵循“长对正、高平齐、宽相等”的原则. 易错提醒:对于简单组合体的三视图,应注意它们的交 线的位置,区分好实线和虚线的不同.
【题组通关】
1.(2016·临沂模拟)某几何体的三视图如图所示,那么
2.给出下列命题: ①在圆柱的上、下底面的圆周上各取一点,则这两点的 连线是圆柱的母线; ②在圆台的上、下底面的圆周上各取一点,则这两点的 连线是圆台的母线;
③圆柱的任意两条母线所在的直线是互相平行的.
其中正确命题的序号是 ( )
A.①②
B.②③
C.①③
D.③
【解析】选D.根据圆柱、圆台的母线的定义和性质
2
4
在图②中作C′ OC 6 a.
2
8
所以S△A′B′C′=
1 AB CD 1 a 6 a 6 a2.
2
2 8 16
(2)选C.如图,在原图形OABC中, 应有OD=2O′D′=2 2 2 (4cm2 ), CD=C′D′=2cm,
所以OC= OD2 CD2 4 2 2 所22以O6Acm=O, C,
球
2018届高考数学理科全国通用一轮总复习课件:第七章 立体几何 7.6 精品
【规范解答】(1)a+6b-8c=(2,0,5)+6(3,1,-2) -8(-1,4,0) =(2,0,5)+(18,6,-12)-(-8,32,0) =(28,-26,-7). 答案:(28,-26,-7)
(2)①因为P是C1D1的中点,
所以
AP=AA1+A1D1+D1P=a+AD+
1 2
D1C1
AA1
AB
BN
1 2
AA1
AB
1 2
AD
1 2
a
b
1 2
c.
故x 1 , y 1, z 1 .
2
2
【规律方法】 1.用基向量表示指定向量的方法 (1)应结合已知和所求向量观察图形. (2)将已知向量和未知向量转化至三角形或平行四边 形中. (3)利用三角形法则或平行四边形法则,把所求向量用 已知基向量表示出来.
答案: 2
3
2.如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,O为AC的中点.
(1)化简:
A1O-
1 2
AB-
1 2
AD.
(2)用 AB, AD, AA1表示OC1.
(3)设E是棱DD1上的点,且
DE=
2 3
DD1,
若 EO=xAB+yAD+zAA1, 试求x,y,z的值.
【解析】(1)因为 AB+AD=AC,
3.向量的数量积满足交换律、分配律,即a·b=b·a, a·(b+c)=a·b+a·c成立,但不满足结合律,即 (a·b)·c=a·(b·c)不一定成立.
【小题快练】 链接教材 练一练 1.(选修2-1P97习题3.1A组T2改编)如图,平行六面体 ABCD-A1B1C1D1中,AC与BD的交点为点M,设 AB =a, AD=b, AA1=c,则下列向量中与 C1M 相等的向量是 ( )
高考数学(理)一轮复习课件:第7章 立体几何7-3
栏目 导引
第十二章
选考部分
【跟踪训练】
1.已知:空间四边形 ABCD(如图所示),E、F 分别是 AB、AD 的中点,G、H 分别是 BC、CD 上的 1 1 点,且 CG= BC,CH= DC.求证: 3 3 (1)E、F、G、H 四点共面; (2)三直线 FH、EG、AC 共点.
栏目 导引
第十二章
符号语言 定一个平面 α 面 α,使 a⊂α,b⊂α 使 a⊂α,b⊂α 若 P∈α,P∈β,则 α∩β=a, P∈a,且 a 是唯一的
一点 , 若点 A∉直线 a,则 A 和 a 确 经过一条直线和直线外的_______ 相交 直线,有且只有一 a∩b=P⇒有且只有一个平 经过两条_______
平行 直线,有且只有一 a∥b⇒有且只有一个平面 α, 经过两条_______
栏目 导引
第十二章
选考部分
小题快做 1.思考辨析 (1)两个平面 α、β 有一个公共点 A,就说 α、β 相交于过 A 点的任意一条直线.( × ) (2)两两相交的三条直线最少可以确定三个平面.( × ) (3)如果两个平面有三个公共点,则这两个平面重合.( × )
栏目 导引
第十二章
选考部分
3 2.[教材改编]两两相交的三条直线最多可确定________ 个平面. 7 3.若三个平面两两相交,且三条交线互相平行,则这三个平面把空间分成________个部分.
个平面 如果两个不重合的平面有一个公共 点,那么它们有且只有一条过该点 的公共直线 ———l1 ———l2 ———l
公理 4
平行于同一直线的两条直线平行
l1∥l,l2∥l⇒l1∥l2
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第十二章
选考部分
2.等角定理:空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角__________ 相等或互补.
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―→ ―→ CDP 的法向量,且〈 AD , AE 〉=45° , 所以平面 ABP 与平面 CDP 所成的二面角为 45° . 答案:45°
第一课时
空间角
考点一
异面直线所成角
[典例引领]
(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= 3. 由 BE⊥平面 ABCD,AB=BC,可知 AE=EC. 又 AE⊥EC,所以 EG= 3,且 EG⊥AC. 2 在 Rt△EBG 中,可得 BE= 2,故 DF= . 2 6 在 Rt△FDG 中,可得 FG= . 2 2 在直角梯形 BDFE 中,由 BD=2,BE= 2,DF= , 2
[小题纠偏]
1.如图所示,已知正方体 ABCD A1B1C1D1,E, F分 别是正方形 A1B1C1D1 和 ADD1A1 的中心,
则 EF 和 CD 所成的角是________.
解析:以 D 为原点,分别以射线 DA,DC, DD1 为 x 轴、y 轴、z 轴的非负半轴建立空间 直角坐标系 D xyz,设正方体的棱长为 1, 则 D(0,0,0),C
―→ n· A1C1=-x+2y=0, 由 ―→ A1B =2y-z=0, n·
令 y=1,得 n=(2,1,2),
设 D1C1 与平面 A1BC1 所成角为 θ,则 ―→ ―→ |D1C1· n| 2 1 sin θ=|cos〈D1C1,n〉|= = = , ―→ 2×3 3 |D1C1||n| 1 即直线 D1C1 与平面 A1BC1 所成角的正弦值为 . 3
第七节
立体几何中的向量方法
1.异面直线所成角
|a· b| |a||b| , 其中 a, 设异面直线 a, b 所成的角为 θ, 则 cos θ=_.直线与平面所成角 如图所示,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
1 1 (0,1,0),E2,2,1,
1 1 F2,0,2,
―→ 1 1 EF =0,-2,-2,
―→ DC =(0,1,0), ―→ ―→ ―→ ―→ EF · DC 2 ∴cos〈 EF , DC 〉= ―→ ―→ =- , 2 | EF || DC | ―→ ―→ ∴〈 EF , DC 〉=135° , ∴异面直线 EF 和 CD 所成的角是 45° .
2.(教材习题改编)在长方体 ABCD A1B1C1D1 中,AB=2,BC = AA1 = 1 , 则 D1C1 与 平 面 A1BC1 所 成 角 的 正 弦 值 为 ________.
解析:如图,建立空间直角坐标系 Dxyz, 则 D1(0,0,1), C1(0,2,1), A1(1,0,1), B(1,2,0), ―→ ―→ ―→ ∴D1C1=(0,2,0),A1C1=(-1,2,0), A1B = (0,2,-1), 设平面 A1BC1 的一个法向量为 n=(x,y,z),
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 lβ为θ或π-θ.设二面角大 |n1· n2| 小为φ,则|cos φ|=|cos θ|=|n ||n |,如图(2)(3). 1 2
[小题体验] 1. 已知正四棱锥 S ABCD 的侧棱长与底面边长都
|a· n| |cos〈a,n〉| =_____. |a||n| l 与 α 所成的角,则 sin φ=_____________
3.二面角 (1)若 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 AB 与 CD 的夹角,如图(1).
答案:45°
2.过正方形 ABCD 的顶点 A 作线段 PA⊥平面 ABCD,若 AB =PA, 则平面 ABP 与平面 CDP 所成的二面角为________.
解析:如图所示,建立空间直角坐标系,设 AB = PA = 1 ,知 A(0,0,0) , B(1 , 0,0) , D(0,1,0), C(1,1,0),P(0,0,1),由题意,AD⊥平面 ABP, 设 E 为 PD 的中点,连接 AE,则 AE⊥PD,又 因为 CD⊥平面 PAD,所以 AE⊥CD,又 PD∩CD=D,所以 AE⊥平面 CDP. ―→ ―→ 1 1 所以 AD = (0,1,0), AE = 0,2,2 分别是平面 ABP ,平面
1 答案: 3
π 1.求异面直线所成角时易忽视角的范围0,2 而导致结论错误.
2.求直线与平面所成角时,注意求出夹角的余弦值的绝对值应为 线面角的正弦值. 3.利用平面的法向量求二面角的大小时,当求出两半平面 α,β 的法向量 n1, n2 时, 要根据向量坐标在图形中观察法向量的方 向,从而确定二面角与向量 n1,n2 的夹角是相等(一个平面的 法向量指向二面角的内部, 另一个平面的法向量指向二面角的 外部),还是互补(两个法向量同时指向二面角的内部或外部), 这是利用向量求二面角的难点、易错点.
相等,E 是 SB 的中点,则 AE,SD 所成角的 余弦值为________.
解析:以两对角线 AC 与 BD 的交点 O 作为原点,以 OA,OB, OS 所在直线分别为 x 轴,y 轴,z 轴建立空间直角坐标系,设边 长为 2,则有 O(0,0,0),A( 2,0,0),B(0, 2,0),S(0,0, 2), 2 2 2 2 ―→ ―→ D(0,- 2,0),E0, , , AE =- 2, , , SD = 2 2 2 2 ―→ ―→ ―→ ―→ | AE · SD | 2 3 (0,- 2,- 2),|cos〈 AE , SD 〉|= ―→ ―→ = = , 2× 3 3 | AE |· | SD | 3 故 AE,SD 所成角的余弦值为 . 答案: 3 3 3