7.7 立体几何中的向量方法[知识梳理]1.用向量证明空间中的平行关系(1)设直线 l1和 l2的方向向量分别为 v1和 v2,则 l1∥l2(或 l1与 l2重合)⇔v1∥v2⇔v1=λv2
(2)设直线 l 的方向向量为 v,与平面 α 共面的两个不共线向量 v1和 v2,则 l∥α 或l⊂α⇔存在两个实数 x,y,使 v=xv1+yv2
(3)设直线 l 的方向向量为 v,平面 α 的法向量为 u,则 l∥α 或 l⊂α⇔v⊥u⇔v·u=0
(4)设平面 α 和 β 的法向量分别为 u1,u2,则 α∥β⇔u1∥u2⇔u1=λu2
2.用向量证明空间中的垂直关系(1)设直线 l1和 l2的方向向量分别为 v1和 v2,则 l1⊥l2⇔v1⊥v2⇔v1·v2=0
(2)设直线 l 的方向向量为 v,平面 α 的法向量为 u,则 l⊥α⇔v∥u⇔v=λu
(3)设平面 α 和 β 的法向量分别为 u1和 u2,则 α⊥β⇔u1⊥u2⇔u1·u2=0
3.两条异面直线所成角的求法设 a,b 分别是两异面直线 l1,l2的方向向量,则l1与 l2所成的角 θa 与 b 的夹角 β范围(0,π)求法cosθ=cosβ=4.直线和平面所成角的求法如图所示,设直线 l 的方向向量为 e,平面 α 的法向量为 n,直线 l 与平面 α 所成的角为 φ,两向量 e 与 n 的夹角为 θ,则有 sinφ=|cosθ|=,φ 的取值范围是
5.求二面角的大小(1)如图①,AB,CD 是二面角 α-l-β 的两个面内与棱 l 垂直的直线,则二面角的大小 θ=〈AB,CD〉.(2)如图②③,n1,n2分别是二面角 α-l-β 的两个半平面 α,β 的法向量,则二面角的大小 θ 满足|cosθ|=|cos〈n1,n2〉|,二面角的平面角大小是向量 n1 与 n2 的夹角(或其补角).[诊断自测]