高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)第七章立體幾何第44講立體幾何中的向量方法一證明平行與垂直課件.ppt
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,立體幾何,第 七 章,,,,第44講 立體幾何中的向量方法(一)——證明平行與垂直,,,,,,欄目導(dǎo)航,,,,,,非零,1.思維辨析(在括號內(nèi)打“√”或“×”). (1)直線的方向向量是唯一確定的.( ) (2)若兩直線的方向向量不平行,則兩直線不平行.( ) (3)若兩平面的法向量平行,則兩平面平行或重合.( ) (4)若空間向量a平行于平面α,則a所在直線與平面α平行.( ),×,√,√,×,C,3.已知直線l的方向向量v=(1,2,3),平面α的法向量為u=(5,2,-3),則l與α的位置關(guān)系是____________. 解析 ∵v=(1,2,3),u=(5,2,-3),1×5+2×2+3×(-3)=0, ∴v⊥u,∴l(xiāng)∥a或l?α. 4.設(shè)u,v分別是平面α,β的法向量,u=(-2,2,5),當(dāng)v=(3,-2,2)時,α與β的位置關(guān)系為____________;當(dāng)v=(4,-4,-10)時,α與β的位置關(guān)系為____________. 解析 當(dāng)v=(3,-2,2)時,u⊥v,則α⊥β,當(dāng)v=(4,-4,-10)時,u∥v,則α∥β.,l∥a或l?α,α⊥β,α∥β,5.如圖所示,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,O是底面正方形ABCD的中心,M是D1D的中點,N是A1B1的中點,則直線ON,AM的位置關(guān)系是____________.,異面垂直,(1)恰當(dāng)建立空間直角坐標(biāo)系,準(zhǔn)確表示各點與相關(guān)向量的坐標(biāo),是運(yùn)用向量法證明平行和垂直的關(guān)鍵. (2)證明直線與平面平行,只需證明直線的方向向量與平面的法向量的數(shù)量積為零,或證直線的方向向量與平面內(nèi)的不共線的兩個向量共面,或證直線的方向向量與平面內(nèi)某直線的方向向量平行,然后說明直線在平面外即可.這樣就把幾何的證明問題轉(zhuǎn)化為向量運(yùn)算.,一 利用空間向量證明平行問題,【例1】 如圖所示,平面PAD⊥平面ABCD,ABCD為正方形,△PAD是直角三角形,且PA=AD=2,E,F(xiàn),G分別是線段PA,PD,CD的中點.求證:PB∥平面EFG. 證明 ∵平面PAD⊥平面ABCD,且ABCD為正方形,∴AB,AP,AD兩兩垂直,以A為坐標(biāo)原點,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系A(chǔ)xyz,則A(0,0,0),B(2,0,0),C(2,2,0),D(0,2,0),P(0,0,2),E(0,0,1),F(xiàn)(0,1,1),G(1,2,0).,,,,二 利用空間向量證明垂直問題,證明垂直問題的方法 (1)利用已知的線面垂直關(guān)系構(gòu)建空間直角坐標(biāo)系,準(zhǔn)確寫出相關(guān)點的坐標(biāo),從而將幾何證明轉(zhuǎn)化為向量運(yùn)算.其中靈活建系是解題的關(guān)鍵. (2)證明直線與直線垂直,只需要證明兩條直線的方向向量垂直;證明線面垂直,只需證明直線的方向向量與平面內(nèi)不共線的兩個向量垂直即可,當(dāng)然,也可證直線的方向向量與平面的法向量平行;證明面面垂直:①證明兩平面的法向量互相垂直;②利用面面垂直的判定定理,只要能證明一個平面內(nèi)的一條直線的方向向量為另一個平面的法向量即可.,【例2】 如圖所示,正三棱柱(底面為正三角形的直三棱柱)ABC-A1B1C1的所有棱長都為2,D為CC1的中點.求證:AB1⊥平面A1BD.,【例3】 如圖,在三棱錐P-ABC中,AB=AC,D為BC的中點,PO⊥平面ABC,垂足O落在線段AD上.已知BC=8,PO=4,AO=3,OD=2. (1)證明AP⊥BC; (2)若點M是線段AP上一點,且AM=3.試證明平面AMC⊥平面BMC.,,,,三 利用空間向量解決探索性問題,對于“是否存在”型問題的探索方式有兩種:一種是先根據(jù)條件作出判斷,再進(jìn)一步論證;另一種是利用空間向量,先假設(shè)存在點的坐標(biāo),再根據(jù)條件求該點的坐標(biāo),即找到“存在點”,若該點坐標(biāo)不能求出,或有矛盾,則判定“不存在”.,【例4】 如圖,棱柱ABCD-A1B1C1D1的所有棱長都等于2,∠ABC和∠A1AC均為60°,平面AA1C1C⊥平面ABCD. (1)求證:BD⊥AA1; (2)在直線CC1上是否存在點P,使BP∥平面DA1C1.若存在,求出點P的位置,若不存在,請說明理由.,,,,,,2.如圖所示,已知直三棱柱ABC-A1B1C1中,△ABC為等腰直角三角形,∠BAC=90°,且AB=AA1,D,E,F(xiàn)分別為B1A,C1C,BC的中點,求證: (1)DE∥平面ABC; (2)B1F⊥平面AEF.,,,3.如圖所示,在四棱錐P-ABCD中,PC⊥平面ABCD,PC=2,在四邊形ABCD中,∠B=∠C=90°,AB=4,CD=1,點M在PB上,PB=4PM,PB與平面ABCD成30°角. (1)求證:CM∥平面PAD; (2)求證:平面PAB⊥平面PAD.,,,,,4.在四棱錐P-ABCD中,PD⊥底面ABCD,底面ABCD為正方形,PD=DC,E,F(xiàn)分別是AB,PB的中點. (1)求證:EF⊥CD; (2)在平面PAD內(nèi)求一點G,使GF⊥平面PCB,并證明你的結(jié)論.,,,錯因分析:①寫準(zhǔn)點的坐標(biāo)是關(guān)鍵,要利用中點、向量共線、相等來確定點的坐標(biāo).②利用a=λb證明直線平行需強(qiáng)調(diào)兩直線不重合,證明直線與平面平行仍需強(qiáng)調(diào)直線在平面外.,易錯點 坐標(biāo)系建立不恰當(dāng)、點的坐標(biāo)出錯,【例1】 如圖,在棱長為2的正方體ABCD-A1B1C1D1中,E,F(xiàn),M,N分別是棱AB,AD,A1B1,A1D1的中點,點P,Q分別在棱DD1,BB1上移動,且DP=BQ=λ(0λ2). (1)當(dāng)λ=1時,證明:直線BC1∥平面EFPQ; (2)是否存在λ,使平面EFPQ與平面PQMN所成的二面角為直二面角?若存在,求出λ的值;若不存在,說明理由.,,,,,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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