立体几何中的向量方法-夹角问题.ppt

3.2立体几何中的向量方法,空间“角度”问题(1),2023年9月14日星期四,空间“距离”问题,1.空间两点之间的距离,根据两向量数量积的性质和坐标运算，利用公式 或(其中)，可将两点距离问题转化为求向量模长问题,【温故知新】,2、向量法求点到平面的距离：,a,b,C,D,A,B,CD为a,b的公垂线,则,A，B分别在直线a,b上,3.异面直线间的距离,(课本第107页练习2)如图，60的二面角的棱上有A、B两点，直线AC、BD分别在这个二面角的两个半平面内，且都垂直AB，已知AB4，AC6，BD8，求CD的长.,解：如图,以D为原点建立空间直角坐标系Dxyz，则D(0,0,0),A(,0,0),B(,0),C(0,0),P(0,0,),1.异面直线所成角,l,m,若两直线 所成的角为,则,复习引入,1.两条异面直线所成的角,(3)向量求法:设直线a、b的方向向量为,其夹角为,则有,空间三种角的向量求解方法,(4)注意:两异面直线所成的角可以通过这两条直线的方向向量的夹角求得,当两方向向量的夹角是钝角时,应取其补角作为两异面直线所成的角.,(1)定义:设a,b是两条异面直线,过空间任一点O作直线a a,b b,则a,b 所夹的锐角或直角叫a与b所成的角.,(2)范围:,2.线面角,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,而利用 可求，从而再求出,或,或,2.直线与平面所成的角,(1)定义:直线与它在这个平面内的射影所成的角.,(2)范围:,(3)向量求法:设直线l的方向向量为,平面 的法向量为,直线与平面所成的角为,与 的夹角为,则有,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。如图，设二面角 的大小为其中AB,3、二面角,方向向量法：,将二面角转化为二面角的两个面的法向量的夹角。如图，向量，则二面角 的大小,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,3、二面角,若二面角 的大小为,则,法向量法,(3)二面角的向量求法:若AB、CD分别是二面角 的两个面内与棱l垂直的异面直线,则二面角的大小就是向量 与 的夹角(如图(1),设 是二面角 的两个面 的法向量,则向量 与 的夹角(或其补角)就是二面角的平面角的大小(如图(2),(2)范围:,3.二面角,(1)定义:从二面角棱上任取一点O，在二面角的两个半平面内分别作棱的垂线OA、OB，则称 为二面角的平面角。,例1、如图，点M、N分别是正方体 的棱 和 的中点，求：(1)MN和 所成的角的大小.(2)MN和AD与所成的角的大小.,【典例剖析】,(2)若平面 平面，求直线 与平面 所成角的正弦值.,解析：(1),取AB重点O，连接CO，A1B，A1O，,是正三角形,(2)若平面 平面，求直线 与平面 所成角的正弦值.,两两相互垂直,则,设 是平面 的法向量,则 即,直线 与平面 所成交的正弦值为,可取,小结：,1.异面直线所成角：,2.直线与平面所成角：,3.二面角：,关键：观察二面角的范围,