第 1 讲 立体几何中的向量方法、抛物线[考情考向分析] 1
利用空间向量的坐标判定线面关系,求异面直线、直线与平面、平面与平面所成的角,其中求角是考查热点,均属 B 级要求
考查顶点在坐标原点的抛物线的标准方程与几何性质,A 级要求.热点一 利用空间向量求空间角例 1 (2018·淮安等四市模拟)在正三棱柱 ABC-A1B1C1中,已知 AB=1,AA1=2,E,F,G分别是 AA1,AC 和 A1C1的中点.以{FA,FB,FG}为正交基底,建立如图所示的空间直角坐标系 F-xyz
(1)求异面直线 AC 与 BE 所成角的余弦值;(2)求二面角 F-BC1-C 的余弦值.解 (1)因为 AB=1,AA1=2,则 F(0,0,0),A,C,B,E,所以AC=(-1,0,0),BE=,记异面直线 AC 与 BE 所成的角为 α,则 cos α=|cos〈AC,BE〉|==,所以异面直线 AC 与 BE 所成角的余弦值为
(2)设平面 BFC1的法向量为 m=(x1,y1,z1) , 因为FB=,FC1=,则取 x1=4 得,m=(4,0,1).设平面 BCC1的一个法向量为 n=(x2,y2,z2),同理得,n=(,-1,0),所以 cos〈m,n〉==,根据图形可知二面角 F-BC1-C 为锐二面角,所以二面角 F-BC1-C 的余弦值为
思维升华 利用法向量求解空间线面角的关键在于“四破”:第一,破“建系关”,构建恰当的空间直角坐标系;第二,破“求坐标关”,准确求解相关点的坐标;第三,破“求法向量关”,求出平面的法向量;第四,破“应用公式关”.跟踪演练 1 (2018·镇江期末)如图, AC⊥BC, O 为 AB 中点,且 DC⊥平面 ABC, DC∥BE
已知 AC=BC=DC=BE=2
(1)求直线 AD 与 CE 所成角;(2)求二面角 O-CE-B 的余弦