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1、选修2-1-3.2立体几何中的向量方法(二)2012.12.24班级____________姓名_____________学号_________1、正方体中,是中点,求证:平面∥平面证明:设分别是平面,平面的一条法向量,设正方体的棱长是2则E(2,1,0),F(1,2,0),(2,2,2),(1,0,2)(0,1,2),所以,,由和求得,,所以所以∥,所以两个平面平行。2、已知正方体ABCD—A1B1C1D1中,边长AB=2,E,F分别是,DC的中点。求证:D1F⊥平面AED;zxy证明:建立空间直角坐标系D-xyzABCDA1B1C1D1EF则A(2,0,0),E(2,2,1),F(0,1
2、,0),,设是平面DAE的一条法向量则由求得因为,所以D1F⊥平面AEDzPDCBA3、`如图四棱锥P-ABCD的底面为直角梯形,AB∥DC,PA底面ABCD,且PA=AD=DC=AB=1y求证:面PAD面PCDx证明:建立空间直角坐标系A-xyz,因为PA=AD=DC=AB=1所以B(0,2,0),D(1,0,0),C(1,1,0),P(0,0,1)则,,设是平面PCD的一条法向量则由得又容易证得是平面PAD的法向量又,所以面PAD面PCD4已知向量。5已知a、b均为单位向量,它们的夹角为60°,那么
3、a+3b
4、=。6在平面直角坐标系中,A(-1,-2),B(2,3),C(-2,-1)(1
5、)求以线段AB、AC为邻边的平行四边形的两条对角线的长;(2)设实数满足,求的值。7(2009·全国卷Ⅱ)已知正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AA1=2AB,E为AA1中点,则异面直线BE与CD1所成角的余弦值为( A.B.C.D.解析:如图连结A1B,则有A1B∥CD1,∠A1BE就是异面直线BE与CD1所成角,设AB=1,则A1E=AE=1,∴BE=,A1B=.由余弦定理可知:cos∠A1BE=答案:C8.正四棱锥S-ABCD中,O为顶点在底面上的射影,P为侧棱SD的中点,且SO=OD,则直线BC与平面PAC所成的角是__________.解析:如图,以O为原点建立空间直角坐标系
6、O-xyz.设OD=SO=OA=OB=OC=a,则A(a,0,0),B(0,a,0),C(-a,0,0),P(0,),则=(2a,0,0),=(-a,-,),=(a,a,0),设平面PAC的法向量为n,可求得n=(0,1,1),则cos〈,n〉===,∴〈,n〉=60°,∴直线BC与平面PAC所成的角为90°-60°=30°.答案:30°9、已知四棱柱ABCD-A1B1C1D1的侧棱AA1垂直于底面,底面ABCD为直角梯形,AD∥BC,AB⊥BC,AD=AB=AA1=2BC,E为DD1的中点,F为A1D的中点.则直线EF与平面A1CD所成角的正弦值为( )A.B.C.D.解析:∵AB,AD
7、,AA1两两垂直,故以AB所在直线为x轴,AD所在直线为y轴,AA1所在直线为z轴,建立空间直角坐标系,如图所示,设BC=1,则A(0,0,0),A1(0,0,2),C(2,1,0),D(0,2,0),E(0,2,1),F(0,1,1),=(0,1,0),设平面A1CD的一个法向量为n=(1,y,z),则,故n=(1,2,2),则sinθ=
8、cos〈n,〉
9、=
10、
11、=
12、
13、=,故直线EF与平面A1CD所成的角θ的正弦值为.答案:C10、已知棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E是A1B1的EzxD1yAC1B1A1BDC中点,求直线AE与平面ABC1D1所成的角余弦值。解:如图4,建立
14、空间直角坐标系,=(0,1,0),=(-1,0,1),=(0,,1)设平面ABC1D1的法向量为=(x,y,1),由、可解得=(1,0,1)设直线AE与平面ABC1D1所成的角为θ,则,故直线AE与平面ABC1D1所成的角为arcsin。11、在正方体中,是的中点,点在上,且,试求直线与平面所成的角的大小。12、正三棱柱ABC—A1B1C1的底面边长为a,侧棱长为a,求AC1与侧面ABB1A1所成的角.