空间向量在立体几何解题中的应用_空间向量与立体几何知识点

  引用空间向量解决立体几何中的四大类问题(平行、垂直、求角和距离),其独到之处,在于用向量代数来处理空间几何问题,淡化了传统方法的由“形”到“形”的推理过程,使解题变得程序化,降低了思维难度,学生容易掌握,体现了向量的工具性作用.
  一、用向量解立体几何问题的程序
  1. 建立恰当的空向直角坐标系;
  2. 写出相关点的坐标;
  3. 求出相关向量的坐标;
  4. 列出相关等式;
  5. 解决问题.
  二、构建空间直角坐标系的主要途径
  1. 利用共点的互相垂直的三条不共面的直线;
  2. 利用共点的线面的垂直关系;
  3. 利用平面与平面垂直的位置关系;
  4. 利用正多面形的中心与几何体高所在直线.
  三、利用向量解证立体几何题的基本思想方法
  将有关的线段与相应的向量联系起来,并用已知向量表示未知向量,按“一建(坐标系)、二列(点的坐标、向量坐标)、三运算(通过向量的计算)”进行计算或证明,从而达到解决问题的目的.
  四、空间向量解决立体几何四大类问题的具体方法
  1. 用向量解决平行问题和方法
  (1)设向量■,■分别是两条不重合的直线a,b的方向向量,则a?蛐?蛐b?圳■?蛐?蛐■?圳■=?姿■(?姿∈R且?姿≠0).
  (2)设直线l在平面?琢外,■是直线l的一个方向向量,■是平面的一个法向量,则l?蛐?蛐?琢?圳■⊥■?圳■·■=0.
  (3)设■,■分别是两个不重合的平面?琢,?茁的法向量,则?琢?蛐?蛐?茁?圳■?蛐?蛐■?圳■=?姿■(?姿∈R且?姿≠0).
  2. 用向量解决垂直问题的方法
  (1)设■,■分别为直线a,b的一个方向向量,则a⊥b?圳■⊥■?圳■·■=0
  (2)设■,■分别为平面?琢,?茁的一个法向量,则 ?琢⊥?茁?圳■⊥■?圳■·■=0
  (3)设■为直线l的一个方向向量,■是平面?茁的一个法向量,则l⊥?茁?圳■?蛐?蛐■?圳■=?姿■(?姿∈R且?姿≠0)
  3. 用向量解决空间角问题的方法
  (1)设异面直线a,b的夹角为?兹(0
  =■,可求得?兹的大小.
  (2)设直线l与平面?琢的夹角为?兹(0=■,可求得?兹的大小.
  (3)设二面角?琢-l-?茁的大小为?兹(0≤?兹≤?仔),■,■分别在?琢,?茁内且垂直于棱L的向量,则?兹=或?兹=?仔-(要看■与■的方向).
  设二面角?琢-l-?茁的大小为?兹(0≤?兹≤?仔),■,■分别是平面?琢,?茁的一个法向量,则与?兹相等或互补,再结合题目条件就能确定?兹的大小.
  4. 用向量解决空间距离的方法
  (1)空间两点p1(x1,y1,z1),p2(x2,y2,z2)的距离
  d=p1p2=■.
  (2)点p?埸直线L,设■是直线L上的一个法向量,在L上取点A,则点p到直线L的距离d=■.
  (3)设■,■分别是异面直线a,b的方向向量,■是a,b的公共法向量,在a,b上各取一点A,B,■在■上投影A1B1=■即为异面直线a,b的距离.
  (4)设平面?琢的斜线为AO,O是斜足,■是?琢的一个法向量,则点A到平面?琢的距离D=■.
  责任编辑 罗 峰

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