《用向量法求直线与平面所成的角》教案.doc

第二讲：立体几何中的向量方法 利用空间向量求直线与平面所成的角大家知道，立体几何是高中数学学习的一个难点，以往学生学习立体几何时，主要采取“形到形”的综合推理方法，即根据题设条件，将空间图形转化为平面图形，再由线线，线面等关系确定结果，这种方法没有一般规律可循，对人的智力形成极大的挑战，技巧性较强，致使大多数学生都感到束手无策。高中新教材中，向量知识的引入，为学生解决立体几何问题提供了一个有效的工具。它能利用代数方法解决立体几何问题，体现了数形结合的思想。并且引入向量，对于某些立体几何问题提供通法，避免了传统立体几何中的技巧性问题，因此降低了学生学习的难度，减轻了学生学习的负担，体现了新课程理念。为适应高中数学教材改革的需要，需要研究用向量法解决立体几何的各种问题。本文举例说明如何用向量法解决立体几何的空间角问题。以此强化向量的应用价值，激发学生学习向量的兴趣，从而达到提高学生解题能力的目的。利用向量法求空间角，不需要繁杂的推理，只需要将几何问题转化为向量的代数运算，方便快捷。空间角主要包括线线角、线面角和二面角，下面对线面角的求法进行总结。教学目标1.使学生学会求平面的法向量及直线与平面所成的角的向量方法；2.使学生能够应用向量方法解决一些简单的立体几何问题；3.使学生的分析与推理能力和空间想象能力得到提高.教学重点求平面的法向量；求解直线与平面所成的角的向量法.教学难点 求解直线与平面所成的角的向量法.教学过程、复习回顾一、回顾有关知识：1、直线与平面所成的角：（范围：）思考：设平面的法向量为，则与的关系？（图1）（图2）据图分析可得：结论：2、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；（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；（进行向量运算）（3）把向量的运算结果“翻译”成相应的几何意义。（回到图形）、典例分析与练习例1、如图，正三棱柱的底面边长为,侧棱长为，求和所成角的正弦值.分析：直线与平面所成的角步骤： 1. 求出平面的法向量2. 求出直线的方向向量3. 求以上两个向量的夹角，(锐角)其余角为所求角ABCA1B1C1xyZD解：如图建立空间直角坐标系，则 设平面的法向量为由取，设和所成角为 和所成角的正弦值.点拨 要注意“直线与平面所成的角”与“直线的方向向量与平面的法向量所成角”之间的关系，通常求斜线的方向向量与平面的法向量所夹的锐角，取其锐角就是斜线和平面所成的角。练习1：如图，在三棱柱ABCA1B1C1中，侧棱垂直于底面，底面是边长为2的正三角形，侧棱长为3，求BB1与平面AB1C1所成的角.解：建立如图所示的空间直角坐标系Oxyz.则A(1，0，0)，B(0，0)，B1(0，3)，C1(1，0，3)设平面AB1C1的一个法向量为，由令z2，得设直线BB1与平面AB1C1所成角为，则|cosn，|. 又0， .练习2：如图，在棱长为的正方体中，E、F分别是棱的中点求和面EFBD所成的角.解：如图建立空间坐标系，则，设面的法向量为由 得又记和面所成的角为则 和平面所成的角为、小结与收获