高中数学选修2-1新教学案:3.2立体几何中的向量方法(3)_第1页
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文档简介

1、3.2立体几何中的向量方法(第3课时)【教学目标】1能用向量语言描述线线、线面、面面的平行与垂直关系;2能用向量方法判断空间线面平行与垂直关系.【重点】用向量方法判断空间线面平行与垂直关系.【难点】用向量方法判断空间线面平行与垂直关系.【预习提纲】(根据以下提纲,预习教材第105页第 106页)1.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.【基础练习】

2、【典型例题】例 1 如图,已知矩形 abcd 和矩形 adef 所在平面互相垂直,点 m , n 分别在对角线bd, ae 上,且 bm1 bd , an1 ae , 求证: mn / 平面 cde33【审题要津】证明:建立如图所示空间坐标系,设ab,ad,af 长分别为 3a,3b,3cnm na abbm(2a,0,c)zef又平面 cde的一个法向量ad(0,3b,0)n由 nm ad 0得到 nmad因为 mn不在平面cde内所以 nm/平面 cde【方法总结】adybmxc例 2在正方体abcda1 b1c1 d1 中 ,e,f 分别是 bb1, ,cd 中点,求证: d1f平面 a

3、de.1【审题要津】证明:设正方体棱长为1,建立如图所示坐标系 d- xyzda(1,0,0) , de1(1,1, , )2因为 d1 f(0,1 ,1)2a 1所以 d1 fda0, d1 f de 0d1 fda ,d1 fdeadedadx所以 d1f平面 ade【方法总结】如图,在底面是菱形的四棱锥p abcdpaaca, pbpd2a,点 e 在 pd 上 ,且 pe:ed= 2: 1.在棱bf 平面 aec? 证明你的结论 .zd 1c 1b1edcfyb中,abc60,pc 上是否存在一点f, 使该问为探索性问题, 作为高考立体几何解答题的最后一问,用传统方法求解有相当难度,但

4、使如果我们建立如图所示空间坐标系,借助空间向量研究该问题,不难得到如下解答:根据题设条件,结合图形容易得到:b(3a ,a ,0) ,d (0,a,a) ,e (0, 2a , a )2233zc(3a , a ,0) ,p(0,0,a)p22cp(3a ,a , a)22e假设存在点 ffcfcp (3 a ,a , a) 。ady22bfbccf3a) a,bc2,(1ax2又 ae(0, 2a , a) , ac(3a , a ,0)3322则必存在实数1 , 2 使得 bf1 ac2 ae ,把以上向量得坐标形式代入得23 a3 1 a22(1)a1a2 2 a2123a2 a2312113即有 bfacae22232所以,在棱pc 存在点 f ,即 pc 中点,能够使bf 平面

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