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《立体几何中的向量方法——证明平行及垂直.doc》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、立体几何中的向量方法(一)——证明平行与垂直1.直线的方向向量与平面的法向量的确定(1)直线的方向向量:在直线上任取一非零向量作为它的方向向量.(2)平面的法向量可利用方程组求出:设a,b是平面α两不共线向量,n为平面α的法向量,则求法向量的方程组为2.用向量证明空间中的平行关系(1)设直线l1和l2的方向向量分别为v1和v2,则l1∥l2(或l1与l2重合)⇔v1∥v2.(2)设直线l的方向向量为v,与平面α共面的两个不共线向量v1和v2,则l∥α或l⊂α⇔存在两个实数x,y,使v=xv1+yv2.(3)设直线l的方向向量为v,平面α的法向量为u,则l∥
2、α或l⊂α⇔v⊥u.(4)设平面α和β的法向量分别为u1,u2,则α∥β⇔u1∥u2.3.用向量证明空间中的垂直关系(1)设直线l1和l2的方向向量分别为v1和v2,则l1⊥l2⇔v1⊥v2⇔v1·v2=0.(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.【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)直线的方向向量是唯一确定的.( )(2)平面的单位法向量是唯一确定的.( )(3)若两平面的法向量平行,则两平面平行.( )(4)
3、若两直线的方向向量不平行,则两直线不平行.( )(5)若a∥b,则a所在直线与b所在直线平行.( )(6)若空间向量a平行于平面α,则a所在直线与平面α平行.( )1.下列各组向量中不平行的是( )..A.a=(1,2,-2),b=(-2,-4,4)B.c=(1,0,0),d=(-3,0,0)C.e=(2,3,0),f=(0,0,0)D.g=(-2,3,5),h=(16,24,40)2.已知平面α有一点M(1,-1,2),平面α的一个法向量为n=(6,-3,6),则下列点P中,在平面α的是( )A.P(2,3,3)B.P(-2,0,1)C.P(-
4、4,4,0)D.P(3,-3,4)3.已知=(1,5,-2),=(3,1,z),若⊥,=(x-1,y,-3),且BP⊥平面ABC,则实数x,y,z分别为______________.4.若A(0,2,),B(1,-1,),C(-2,1,)是平面α的三点,设平面α的法向量n=(x,y,z),则x∶y∶z=________.题型一 证明平行问题例1 (2013·改编)如图,在四面体A-BCD中,AD⊥平面BCD,BC⊥CD,AD=2,BD=2,M是AD的中点,P是BM的中点,点Q在线段AC上,且AQ=3QC.证明:PQ∥平面BCD...如图,在棱长为2的正方体
5、ABCD-A1B1C1D1中,E,F,M,N分别是棱AB,AD,A1B1,A1D1的中点,点P,Q分别在棱DD1,BB1上移动,且DP=BQ=λ(0<λ<2).(1)当λ=1时,证明:直线BC1∥平面EFPQ;(2)是否存在λ,使平面EFPQ与平面PQMN所成的二面角为直二面角?若存在,求出λ的值;若不存在,说明理由...题型二 证明垂直问题例2 如图所示,正三棱柱(底面为正三角形的直三棱柱)ABC—A1B1C1的所有棱长都为2,D为CC1的中点.求证:AB1⊥平面A1BD... 如图所示,在四棱锥P-ABCD中,PC⊥平面ABCD,PC=2,在四边形AB
6、CD中,∠B=∠C=90°,AB=4,CD=1,点M在PB上,PB=4PM,PB与平面ABCD成30°角.(1)求证:CM∥平面PAD;(2)求证:平面PAB⊥平面PAD...题型三 解决探索性问题例3 如图,棱柱ABCD-A1B1C1D1的所有棱长都等于2,∠ABC和∠A1AC均为60°,平面AA1C1C⊥平面ABCD.(1)求证:BD⊥AA1;(2)求二面角D-A1A-C的余弦值;(3)在直线CC1上是否存在点P,使BP∥平面DA1C1,若存在,求出点P的位置,若不存在,请说明理由... 如图所示,四棱锥S—ABCD的底面是正方形,每条侧棱的长都是底面
7、边长的倍,P为侧棱SD上的点.(1)求证:AC⊥SD.(2)若SD⊥平面PAC,则侧棱SC上是否存在一点E,使得BE∥平面PAC.若存在,求SE∶EC的值;若不存在,试说明理由...利用向量法解决立体几何问题..典例:如图,四棱锥P-ABCD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D-AE-C为60°,AP=1,AD=,求三棱锥E-ACD的体积...A组 专项基础训练1.若直线l的方向向量为a=(1,0,2),平面α的法向量为n=(-2,0,-4),则( )A.l∥αB.l⊥αC.l⊂αD.
8、l与α相交2.若=λ+μ,则直线AB与平面CDE的位置关系是(