年 级高二学 科数学版 本苏教版(理)内容标题空间向量的应用编稿老师褚哲【本讲教育信息】一
教学内容:空间向量的应用二
本周教学目标:1、理解直线的方向向量与平面的法向量2、会用代定系数法求平面的法向量.3、能用向量语言表述线线、线面、面面平行和垂直的关系4、能用向量的方法证明空间线面位置关系的一些定理5、能用向量方法解决线线、线面、面面的夹角的计算问题.[知识要点]一、直线的方向向量与平面的法向量1、直线的方向向量我们把直线 l 上的向量 e 以及与 e 共线的向量叫做直线 l 的方向向量.2、法向量如果表示非零向量 n 的有向线段所在直线垂直于平面,那么称 n 向量垂直于平面记作,此时,我们把向量 n 叫做平面的法向量.二、空间线面关系的判定证明两平面平行或垂直:证明直线与平面垂直,可转化为证明直线的方向向量与平面的法向量共线;证明平面与平面垂直,可转化为证明这两个平面的法向量互相垂直.三、空间角的计算1、要求斜线与平面所成的角,可先求斜线与该平面的法向量所成的角,再利用关系“斜线与平面所成的角和斜线与该平面的法向量所成角(锐角)互余或和斜线与该平面的法向量所成的角(钝角)的补角互余”求出斜线与平面所成的角;求平面与平面所成的二面角,即求两平面的法向量所夹的角(它与面面夹角相等或互补).2、求二面角的大小:二面角,平面的法向量为 n1,平面的法向量为 n2,,则二面角的大小为 或.【典型例题】例 1
在正方体中,求证:是平面的法向量,并求面的一个法向量.证:不妨设正方体的棱长为 1,建立空间直角坐标系,如图所示,则各点坐标为:A(1,0,0),C(0,1,0)(0,0,1)(1,1,1)=(1,1,1) ,=(-1,1,0),=0,,同理平面(2)设求面的一个法向量=(x,y,z),则·=0,·=0= ( - 1 , 1 , 0 ) , 不妨取 x=1,=(1,1