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——空間“綜合”問題3.2立體集合中的向量方法(五)復(fù)習(xí)引入zxyF1F2F3ACBO500kg例1、如圖,一塊均勻的正三角形面的鋼板的質(zhì)量為,在它的頂點處分別受力、、,每個力與同它相鄰的三角形的兩邊之間的夾角都是,且.這塊鋼板在這些力的作用下將會怎樣運動?這三個力最小為多大時,才能提起這塊鋼板?F1F3F2F1F2F3ACBO500kgF1F3F2例4如圖,在四棱錐P-ABCD中,底面ABCD是正方形,側(cè)棱PD⊥底面ABCD,PD=DC,E是PC的中點,作EF⊥PB交PB于點F.(1)求證:PA//平面EDB(2)求證:PB⊥平面EFD(3)求二面角C-PB-D的大小。ABCDPEFABCDPEFXYZG解:如圖所示建立空間直角坐標(biāo)系,點D為坐標(biāo)原點,設(shè)DC=1(1)證明:連結(jié)AC,AC交BD于點G,連結(jié)EGABCDPEFXYZ(2)求證:PB⊥平面EFDABCDPEFXYZ(3)求二面角C-PB-D的大小。當(dāng)E,F在公垂線同一側(cè)時取負(fù)號當(dāng)d等于0是即為“余弦定理”<>=π—θ(或θ),abCDABCD為a,b的公垂線則A,B分別在直線a,b上已知a,b是異面直線,n為a的法向量異面直線間的距離
即間的距離可轉(zhuǎn)化為向量在n上的射影長zxyABCC1即取x=1,則y=-1,z=1,所以EA1B1xyzABCDE2、如圖,四面體DABC中,AB,BC,BD兩兩垂直,且AB=BC=2,點E是AC中點;異面直線AD與BE所成角為,且,求四面體DABC的體積。3、在如圖的實驗裝置中,正方形框架的邊長都是1,且平面ABCD與平面ABEF互相垂直。活動彈子M,N分別在正方形對角線AC和BF上移動,且CM和BN的長度保持相等,記CM=BN=(1)求MN的長;(2)a為何值時?MN的長最小?(3)當(dāng)MN的長最小時,求面MNA與面MNB所成二面角的余弦值。ABCDEFMN4、如圖6,在棱長為的正方體中,分別是棱AB,BC上的動點,且。(1)求證:;(2)當(dāng)三棱錐的體積取最大值時,求二面角的正切值。O’C’B’A’OABCEF圖6O’C’B’A’OABCEF圖65、如圖,平行六面體中,底面ABCD是邊長為a的正方形,側(cè)棱的長為b,且求(1)的長;(2)直線與AC夾角的余弦值。ABCD小結(jié)
利用空間向量解決立體幾何中的問題,首先要探索如何用空間向量來表示點、直線、平面在空間的位置以及它們的關(guān)系.即建立立體圖形與向量之間的聯(lián)系,
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