用坐标系解立体几何常见方法
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建立空间直角坐标系,解立体几何高考题
立体几何重点、热点:
求线段的长度、求点到平面的距离、求直线与平面所成的夹角、求两异面直线的夹角、求二面角、证明平行关系和垂直关系等.
常用公式: 1
、求线段的长度:
222z y x AB ++==()()()2
12212212z z y y x x -+-+-=
2、求P 点到平面α的距离:
PN =
,(N 为垂足,M 为斜足,为平面α的法向量)
3、求直线l 与平面α所成的角:|
||||sin |n PM ⋅=
θ(l PM ⊂,α∈M ,为α的法向量)
4、求两异面直线AB 与CD 的夹角:|
|||cos CD AB ⋅=
θ
5、求二面角的平面角θ:|||||cos |2121n n ⋅=
θ,( 1n ,2n 为二面角的两个面的法向量)
6、求二面角的平面角θ:S
S 射影
=
θcos ,(射影面积法)
7、求法向量:①找;②求:设, 为平面α内的任意两个向量,)1,,(y x =为α的法向量,
则由方程组⎪⎩⎪⎨⎧=⋅=⋅0
n b n a ,可求得法向量.
高中新教材9(B)引入了空间向量坐标运算这一内容,使得空间立体几何的平行﹑垂直﹑角﹑距离等问题避免了传统方法中进行大量繁琐的定性分析,只需建立空间直角坐标系进行定量分析,使问题得到了大大的简化。而用向量坐标运算的关键是建立一个适当的空间直角坐标系。
一﹑直接建系。
当图形中有互相垂直且相交于一点的三条直线时,可以利用这三条直线直接建系。
例1. (2002年全国高考题)如图,正方形ABCD ﹑ABEF 的边长都是1,而且平面ABCD ﹑ABEF 互相垂直。点M 在AC 上移动,点N 在BF 上移动,若CM=BN=a (20< (3)当MN 最小时,求面MNA 与面MNB 所成二面角α的大小。 解:(1)以B 为坐标原点,分别以BA ﹑BE ﹑BC 为x ﹑y ﹑z 轴建立如图所示的空间直角坐标系B-xyz ,由CM=BN=a ,M( a 22,0,a 221-),N (a 22,a 2 2 ,0) ∴ =(0, a 22,12 2 -a ) ∴ =22)2 2()122( a a +- =2