罗琦选修21利用空间向量解立体几何典型例题

1、精选优质文档-倾情为你奉上一、 空间角说明：以下涉及的点均为所属线或面上的任意点。在可以建立空间坐标系的前提下，以下的点的坐标可求出。1异面直线所成的角点A，B直线a,C，D直线b。构成向量。所对应的锐角或直角即为直线a(AB)与b(CD)所成的角。例1 如图，已知直棱柱ABC-A1B1C1，在ABC中，CA=CB=1，棱AA1=2，求异面直线BA1，CB1所成的角。2线面所成的角与的角所对应的锐角的余角或直角即为直线AP与平面所成的角，所以OAP与的角的余弦值的绝对值为直线AP与平面所成的角的正弦值。例2棱长为a的正方体ABCDA1B1C1D1中，E、F分别为C1D1、B1C1的中点，(1)

2、 求证：E、F、B、D共面；(2) 求点A1D与平面EFBD所成的角。3二面角的求法二面角，平面的法向量，平面的法向量。，则二面l角的平面角为或。所以，若将法向量的起点放在两个半平面上(不要选择起点在棱上)，当两个法向量的方向都向二面角内或外时，则为二面角的平面角的补角；当两个法向量的方向一个向二面角内，另一个向外时，则为二面角的平面角。EGFDCBA例2 如图，平面ABCD，ADE是等边三角形，ABCD是矩形，F是AB的中点，G是AD的中点，EC与平面ABCD成300的角。(1)求证：EG平面ABCD；(2)若AD=2，求二面角E-FG-G的度数；(3)当AD的长是多少时，点D到平面EFG的

3、距离为2，请说明理由。点到面的距离线到面的距离线到线的距离面到面的距离二、 空间距离1点到面的距离OAP点P到面的距离可以看成在平面的法向量的方向上的射影的长度。2 异面直线间的距离异面直线a,b之间的距离可以看成在a,b的公垂向量的方向上EbaF的射影的长度。例4长方体ABCD-A1B1C1D1中AB=2，AD=4，AA1=6，E是BC的中点，F是CC1的中点，建立空间坐标系，求(1)异面直线D1F与B1E所成角的大小；(2)二面角D1-AE-D的大小；(3)异面直线B1E与D1F的距离。3 线面距离直线a与平面平行时，直线上任意一点A到平面的距离就是直线a与平面之间的距离。其求法与点到面的

4、距离求法相同。如图，正三棱柱ABC-A1B1C1的底面边长为3，例5侧棱长为，D是CB延长线上一点，且BD=BC。(1)求直线BC1与平面AB1D之间的距离；(2)求二面角B1-AD-B的大小；(3)求三棱锥C1-ABB1的体积。4 平面与平面间的距离平面与平面平行时，其中一个平面上任意一点到平面的距离就是平面与平面间的距离。其求法与点到面的距离求法相同。例6如图所示，在直三棱锥ABC-A1B1C1中，BC=2，CC1=4，点E在线段BB1上，且EB1=1，D、F、G分别为CC1、C1B1、C1A1的中点。(1)求证：B1D平面ABD；(2)求证；平面EGF平面ABD；(3)求平面EGF与平面

5、ABD的距离。练习：1（2008安徽文）如图，在四棱锥中，底面四边长为1的 菱形，, , ,为的中点。（）求异面直线AB与MD所成角的大小；（）求点B到平面OCD的距离。2（2008安徽理）如图，在四棱锥中，底面四边长为1的菱形，, , ,为的中点，为的中点。（）证明：直线；（）求异面直线AB与MD所成角的大小； （）求点B到平面OCD的距离。3（2008北京文）如图，在三棱锥P-ABC中，AC=BC=2，ACB=90，AP=BP=AB，PCAC.（）求证：PCAB；（）求二面角B-AP-C的大小.ACBDP4（2008北京理）如图，在三棱锥中，（）求证：；（）求二面角的大小；（）求点到平面的

6、距离5 (2008福建文) 如图，在四棱锥中，侧面PAD底面ABCD,侧棱PA=PD=,底面ABCD为直角梯形，其中BCAD,ABCD,AD=2AB=2BC=2,O为AD中点。（1）求证：PO平面ABCD;（2）求异面直线PB与CD所成角的余弦值；（3）求点A到平面PCD的距离6(2008福建理) 如图，在四棱锥P-ABCD中，则面PAD底面ABCD，侧棱PA=PD，底面ABCD为直角梯形，其中BCAD,ABAD,AD=2AB=2BC=2,O为AD中点.（）求证：PO平面ABCD；（）求异面直线PD与CD所成角的大小；（）线段AD上是否存在点Q，使得它到平面PCD的距离为？若存在，求出的值；若

7、不存在，请说明理由.、7、(2008海南、宁夏理)如图，已知点P在正方体ABCDA1B1C1D1的对角线BD1上，PDA=60。（1）求DP与CC1所成角的大小；（2）求DP与平面AA1D1D所成角的大小。8. (2008湖北文)如图，在直三棱柱中，平面侧面 （）求证： （）若，直线AC与平面所成的角为， 二面角9. (2008湖北理)如图，在直三棱柱ABC-A1B1C1中，平面ABC侧面A1ABB1.（）求证：ABBC；（）若直线AC与平面A1BC所成的角为,二面角A1-BC-A的大小为的大小关系，并予以证明.10. (2008湖南理)如图所示，四棱锥P-ABCD的底面ABCD是边长为1的菱形，BCD60，E是CD的中点，PA底面ABCD，PA2. （）证明：平面PBE平面PAB;（）求平面PAD和平面PBE所成二面角（锐角）的大小.11(2008湖南文) 如图所示，四棱锥的底面是边长为1的菱形，E是CD的中点，PA底面ABCD，。（I）证明：平面PBE平面PAB；（II）求二面角ABEP和的大小。18(2008全国卷理) 四棱锥中，底面为矩形，侧面底面，（）证明：；（）设与平面所成的角为，求二面角的大小19 (2008山东理)如图，已知四棱锥P-ABCD，底面ABCD为菱形，PA平面ABCD，,E，F分别是BC, PC的中点.（）证明：AEPD;