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《立体几何中的向量方法一:平行和垂直》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、3.2.1立体几何中的向量方法——方向向量与法向量lAP1.直线的方向向量直线l的向量式方程换句话说,直线上的非零向量叫做直线的方向向量一、方向向量与法向量2、平面的法向量AlP平面α的向量式方程换句话说,与平面垂直的非零向量叫做平面的法向量oxyzABCD1A1B1C1例1.如图所示,正方体的棱长为1直线OA的一个方向向量坐标为___________平面OABC的一个法向量坐标为___________平面AB1C的一个法向量坐标为___________(-1,-1,1)(0,0,1)(1,0,
2、0)练习如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=DC=1,E是PC的中点,求平面EDB的一个法向量.解:如图所示建立空间直角坐标系.ABCDPE设平面EDB的法向量为XYZ因为方向向量与法向量可以确定直线和平面的位置,所以我们可以利用直线的方向向量与平面的法向量表示空间直线、平面间的平行、垂直、夹角、距离等位置关系.用向量方法解决立体问题二、 立体几何中的向量方法——证明平行与垂直ml(一).平行关系:ααβ(二)、垂直关系:lmlABCαβ例1:四棱锥
3、P-ABCD中,底面ABCD是正方形,PD⊥底面ABCD,PD=DC=6,E是PB的中点,DF:FB=CG:GP=1:2.求证:AE//FG.ABCDPGXYZFEA(6,0,0),F(2,2,0),E(3,3,3),G(0,4,2),AE//FG证:如图所示,建立空间直角坐标系.//AE与FG不共线几何法呢?例2:四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是正方形,PD⊥底面ABCD,PD=DC,E是PC的中点,(1)求证:PA//平面EDB.ABCDPEXYZG解1:立体几何法ABCDPEXYZG解
4、2:如图所示建立空间直角坐标系,点D为坐标原点,设DC=1(1)证明:连结AC,AC交BD于点G,连结EGABCDPEXYZ解3:如图所示建立空间直角坐标系,点D为坐标原点,设DC=1(1)证明:设平面EDB的法向量为ABCDPEXYZ解4:如图所示建立空间直角坐标系,点D为坐标原点,设DC=1(1)证明:解得x=-2,y=1A1xD1B1ADBCC1yzEF是BB1,,CD中点,求证:D1F例3正方体中,E、F分别平面ADE.证明:设正方体棱长为1,为单位正交基底,建立如图所示坐标系D-xyz
5、,所以,E是AA1中点,例4正方体平面C1BD.证明:E求证:平面EBD设正方体棱长为2,建立如图所示坐标系平面C1BD的一个法向量是E(0,0,1)D(0,2,0)B(2,0,0)设平面EBD的一个法向量是平面C1BD.平面EBD证明2:E,E是AA1中点,例4正方体平面C1BD.求证:平面EBD