第8节立体几何中的向量方法(对应学生用书第112~113页)1.直线的方向向量和平面的法向量(1)直线的方向向量直线l上的向量e或与e共线的向量叫做直线l的方向向量,显然一条直线的方向向量有无数个.(2)平面的法向量如果表示向量n的有向线段所在直线垂直于平面α,则称这个向量垂直于平面α,记作n⊥α,此时向量n叫做平面α的法向量.显然一个平面的法向量也有无数个,且它们是共线向量.质疑探究1:求平面法向量的一般步骤是什么
提示:(1)设出平面的法向量为n=(x,y,z);(2)找出(求出)平面内的两个不共线的向量的坐标a=(a1,b1,c1),b=(a2,b2,c2);(3)根据法向量的定义建立关于x、y、z的方程组n·a=0n·b=0;(4)解方程组,取其中的一个解,即得法向量.2.利用空间向量证明空间中的位置关系设直线l,m的方向向量分别为a,b,平面α,β的法向量分别为u,v,则l∥m⇔a∥b⇔a=kb,k∈R;l⊥m⇔a⊥b⇔a·b=0;l∥α⇔a⊥u⇔a·u=0;l⊥α⇔a∥u⇔a=ku,k∈R;α∥β⇔u∥v⇔u=kv,k∈R;α⊥β⇔u⊥v⇔u·v=0
3.利用向量求空间角(1)求两条异面直线所成的角设a,b分别是两异面直线l1,l2的方向向量,则(2)求直线与平面所成的角设直线l的方向向量为a,平面α的法向量为n,直线l与平面α所成的角为θ,则sinθ=|cos〈a,n〉|=|a·n||a||n|
(3)求二面角的大小①若AB、CD分别是二面角αlβ的两个面内与棱l垂直的异面直线,则二面角的大小就是向量AB―→与CD―→的夹角(如图①).②设n1,n2分别是二面角αlβ的两个面α,β的法向量,则向量n1与n2的夹角(或其补角)的大小就是二面角的平面角的大小(如图②③).4.求空间距离(1)两点间距离求法:若A(x1,y1,z1),B(x2,y2,z2)