1.
平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,M为AC和BD的交点,若
=a,
=b,
=c,则下列式子中与
相等的是 ( )
A.-
a+
b+c B.
a+
b+c
C.
a-
b+c D.-
a-
b+c
2.要熟练掌握空间向量平行、垂直的条件及三个向量共面及四点共面的条件,掌握运用向量判定平行、垂直和求空间直线所成的角的方法.
同步练习 9.7空间向量
[选择题]
1.在处理立体几何中的平行、垂直或求两异面直线所成的角时,用向量来解决思维简单,是模式化了的方法,是行之有效的方法.
2.用向量研究研究问题可以建立坐标系用向量的代数形式,也可用向量的几何形式.
[例3] 已知
=(2,2,1),
=(4,5,3),求平面ABC的单位法向量.
解:设面ABC的法向量n=(x,y,1),则n⊥
且n⊥
,即n·
=0,且n·
=0,即
![]()
∴n=(
,-1,1),单位法向量n0=±
=±(
,-
,
).
思悟提练
求法向量一般用待定系数法.常把n的某个坐标设为1,再求另两个坐标.平面法向量是垂直于平面的向量,有方向相反的两个.
单位法向量只需将法向量再除以它的模.
[例1]如图,在平行六面体
中,
是
的中点.
求证:(1)
∥面
.
(2)设E、F、G、H、K、L依次是棱AB、BC、CC1、C1D1、D1A1、A1A的中点,则这六点共面.
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分析:只需证明
与面
中的一组基向量共面.
证明(1):设![]()
因为
为平行四边形,
![]()
,又O是
的中点,
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![]()
若存在实数
使![]()
成立,则
![]()
![]()
因为向量
不共线,
![]()
,
.
所以
是共面向量,
因为
不在
所确定的平面内,
∥面
,又
面
,
∥面
.
(2)![]()
不共线,可作为基底,再依次证明
、
…能用这组基底表示即可,试试如何?
[例2] 在三棱锥S-ABC中,∠SAB=∠SAC=∠ACB=90°,AC=2,BC=
,SB=
.
(1)求证:SC⊥BC;
(2)求SC与AB所成角的余弦值.
(3)若E、F、G分别是AB、AC、SB的中点,
求证:平面EFG⊥平面ACG..
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思路1:要用向量来研究线面的位置关系,需要有一组基底把有关的向量表示出来,再用向量运算的几何意义来研究。
解法1:(1)设![]()
,由已知得:
,
![]()
![]()
![]()
.
(2)![]()
![]()
![]()
所以SC与AB所成的角为arccos
.
(3)![]()
![]()
![]()
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思路2:图中垂直关系较为明显,容易建立坐标系的,可以建立空间直角坐标系,利用向量的代数运算来研究.
解法2:如下图,取A为原点,AD、AC、AS分别为x、y、z轴建立空间直角坐标系(一般建成右手系),则由AC=2,BC=
,SB=
,得C(0,2,0),B(
,2,0)、S(0,0,2
)。
=(0,2,-2
),
=(
,0,0).
(1)∵
=0,∴SC⊥BC.
(2)设SC与AB所成的角为θ,
∵
=(
,2,0),
·
=4,|
||
|=4
,∴cosθ=
,即为所求.
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(3)![]()
![]()
,
![]()
![]()
思悟提练
1.利用空间向量可以解决立体几何中的线线垂直、线线平行、四点共面、求长度、求夹角等问题.
5.提示:设AD中点为G,得
=3a+3b-5c.
5.
=3a+3b-5c.
6.120°
6.已知空间三点A(1,1,1)、B(-1,0,4)、C(2,-2,3),则
与
的夹角θ的大小是_________.
◆答案提示:1-3.CCB; 4. k=
.
5.已知四边形ABCD中,
=a-2c,
=5a+6b-8c,对角线AC、BD的中点分别为E、F,则
=_____________.
4.已知向量a=(1,1,0),b=(-1,0,2),且
ka+b与2a-b互相垂直,则k值是
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