空间向量与立体几何复习与小结 教案一、教学目标:1、掌握空间向量的概念、运算及其应用;2、掌握利用空间向量解决立体几何问题的方法
二、重难点:掌握空间向量的概念、运算及其应用及掌握利用空间向量解决立体几何问题的方法
三、教学方法:探析归纳,讲练结合四、教学过程(一)题型探析1、利用空间向量证明平行、垂直问题 例 1、 如图,在四棱锥 P—ABCD 中,底面 ABCD 是正方形,侧棱 PD⊥底面 ABCD,PD=DC,E 是PC 的中点,作 EF⊥PB 于点 F
(1)证明:PA//平面 EDB;(2)证明:PB⊥平面 EFD; (3)求二面角 C—PB—D 的大小
如图所示建立空间直角坐标系,D 为坐标原点
设 DC=a
(1)证明:连接 AC,AC 交 BD 于 G,连接 EG
底面 ABCD 是正方形
∴G 是此正方形的中心,故点 G 的坐标为,1∴则而,∴PA//平面 EDB
(2)依题意得 B(a,a,0),又,故∴PB⊥DE 由已知 EF⊥PB,且,所以 PB⊥平面 EFD
(3)解析:设点 F 的坐标为,则从而所以由条件 EF⊥PB 知,,即,解得∴点 F 的坐标为,且∴即 PB⊥FD,故∠EFD 是二面角 C—PB—D 的平面角
,且2∴∴∠EFD=60°所以,二面角 C—PB—D 的大小为 60°
点评:(1)证明两条直线平行,只需证明这两条直线的方向向量是共线向量.(2)证明线面平行的方法: ①证明直线的方向向量与平面的法向量垂直;②证明能够在平面内找到一个向量与已知直线的方向向量共线;③利用共面向量定理,即证明直线的方向向量与平面内的两个不共线向量是共面向量.(3)证明面面平行的方法: ①转化为线线平行、线面平行处理;②证明这两个平面的法向量是共线向量.(4)证明线线垂直的方法是证明这两条直线的方向向量互相垂直.(5)证明线面垂直的方法:①