空间向量求角.ppt

3 2 3立体几何中的向量方法 空间 角 问题 空间的角常见的有 线线角 线面角 面面角 一 复习引入 用空间向量解决立体几何问题的 三步曲 1 建立立体图形与空间向量的联系 用空间向量表示问题中涉及的点 直线 平面 把立体几何问题转化为向量问题 2 通过向量运算 研究点 直线 平面之间的位置关系以及它们之间距离和夹角等问题 3 把向量的运算结果 翻译 成相应的几何意义 化为向量问题 进行向量运算 回到图形 范围 一 线线角 异面直线所成的锐角或直角 思考 空间向量的夹角与异面直线的夹角有什么关系 结论 题后感悟 如何用坐标法求异面直线所成的角 1 建立适当的空间直角坐标系 2 找到两条异面直线的方向向量的坐标形式 3 利用向量的夹角公式计算两直线的方向向量的夹角 4 结合异面直线所成角的范围得到异面直线所成的角 直线与平面所成角的范围 结论 二 线面角 直线和直线在平面内的射影所成的角 叫做这条直线和这个平面所成的角 思考 如何用空间向量的夹角表示线面角呢 A O B 2 线面角 l 设直线l的方向向量为 平面的法向量为 且直线与平面所成的角为 则 2 如图 已知四棱锥P ABCD的底面为等腰梯形 AB CD AC BD 垂足为H PH是四棱锥的高 E为AD中点 1 证明 PE BC 2 若 APB ADB 60 求直线PA与平面PEH所成角的正弦值 二面角的平面角必须满足 以二面角的棱上任意一点为端点 在两个面内分别作垂直于棱的两条射线 这两条射线所成的角叫做二面角的平面角 10 三 面面角 二面角的计算几何法 1 找到或作出二面角的平面角 2 证明1中的角就是所求的角 3 计算出此角的大小 一 作 二 证 三 计算 16 四 教学过程的设计与实施 A O B 问题1 二面角的平面角能否转化成向量的夹角 三 面面角 四 教学过程的设计与实施 将二面角转化为二面角的两个面的方向向量 在二面角的面内且垂直于二面角的棱 的夹角 D C B A 方向向量法 设二面角 l 的大小为 其中 l 四 教学过程的设计与实施 问题2 求直线和平面所成的角可转化成直线的方向向量与平面的法向量的夹角 那么二面角的大小与两个半平面的法向量有没有关系 四 教学过程的设计与实施 四 教学过程的设计与实施 四 教学过程的设计与实施 问题3 法向量的夹角与二面角的大小什么时候相等 什么时候互补 再次演示课件 法向量法 关键 观察二面角的范围 注意法向量的方向 同进同出 二面角等于法向量夹角的补角 一进一出 二面角等于法向量夹角 四 教学过程的设计与实施 总结出利用法向量求二面角大小的一般步骤 1 建立坐标系 写出点与向量的坐标 2 求出平面的法向量 进行向量运算求出法向量的夹角 3 通过图形特征或已知要求 确定二面角是锐角或钝角 得出问题的结果 小结 注意 1 用法向量法求二面角时 注意结合图形确定二面角是钝二面角还有锐二面角 或利用 同进同出 二面角等于法向量的夹角的补角 一进一出 二面角等于法向量的夹角 2 用方向向量法求二面角时 应先在二面角的二个半平面内分别找 或作 出与棱垂直的两直线 再利用直线方向向量计算 3 保证计算过程的准确性 一失足 千古恨 课堂训练与检测 如图 已知 直角梯形OABC中 OA BC AOC 90 SO 面OABC 且OS OC BC 1 OA 2 求 异面直线SA和OB所成的角的余弦值 OS与面SAB所成角 的正弦值 二面角B AS O的余弦值 则A 2 0 0 于是我们有 2 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 B 1 1 0 令x 1 则y 1 z 2 从而 2 设面SAB的法向量 显然有 由 知面SAB的法向量 1 1 2