空间向量复习
【知识回顾】
??1.a,b是两个非零向量，它们的夹角为?，则数|a|?|b|?cos?叫做a与b的数量积（或内积），
记作a?b，即a?b?|a|?|b|?cos?. 其几何意义是a的长度与b在a的方向上的投影的乘积. 其坐标运算是：
若a?(x1,y1,z1),b?(x2,y2,z2)，则
??①a?b?x1x2?y1y2?z1z2；
②|a|?x1?y1?z1,|b|?x2?y2?z2；
??③a?b?x1x2?y1y2?z1z2
222222④cos?a,b??x1x2?y1y2?z1z2x1?y1?z1?x2?y2?z2222222
2. 异面直线m,n所成的角
????分别在直线m,n上取定向量a,b,则异面直线m,n所成的角?等于向量a,b所成的角或其补角
??|a?b|（如图1所示），则cos????.
|a|?|b|3. 异面直线m、n的距离
????分别在直线m、n上取定向量a,b,求与向量a、b都垂直的
CaAnm
nD图1
bB向量n，分别在m、n上各取一个定点A、B，则异面直线m、n的距离d等于AB在n上的射影长，即d?|AB?n||n|.
4. 直线L与平面?所成的角
在L上取定AB，求平面?的法向量n（如图2所示），再求cos??所求的角.
|AB?n||AB|?|n|，则???2??为
1.5． 二面角
方法一：构造二面角??l??的两个半平面?、?的法向量n1、n2l?n1n2?（都取向上的方向，如图3所示），则 ①
若二面角??l??是“钝角型”的如图3甲所示，那么其大小等于两法向量n1、n2的夹角的补角，即cos???学广东卷第18题第（1）问）.
② 若二面角??l??是“锐角型”的如图3乙所示，那么其大小等于两法向量n1、n2的夹角，即cos??
n1?n2|n1|?|n2|.
n2图3甲
n1?n2|n1|?|n2|.（例如2004年高考数
n1?l 图3乙 ?③ 方法二：在二面角的棱l上确定两个点A、B，过A、B分别在平面?、?内求出与l垂直的向量n1、，则二面角??l??的大小等于向量n2（如图4所示）
?n2n1、n2的夹角，即 cos??n1?n2|n1|?|n2|.
BlAn1图4
?6. 平面外一点p到平面?的距离
先求出平面?的法向量n，在平面内任取一定点A，则点p到平面
pn?的距离d等于AP在n上的射影长，即d?
|AP?n||n|.
A图5 ?
【经典例题】
例题1.在正方体ABCD?A1B1C1D1中，异面直线AC与AB1所成角为（ ） A.45? B.30? C.60? D.90?
变式练习：在长方体ABCD?A1B1C1D1中，AB?BC?2AA1，则异面直线A1B与B1C所成角的余弦值（ ）
2
A.105151 B. C. D. 5555例题2.已知正方体ABCD?A1B1C1D1的棱长为1，点P为棱长AA1上任意一点，则四棱锥
P?BDD1B1的体积为________
变式练习：在四面体ABCD中，DA?平面ABC，AB?AC,AB?4,AC?3,AD?1,E为棱长BC上一点，且平面ADE?平面BCD，则DE?____
例题3.如图，已知点P在正方体ABCD－A1B1C1D1的对角线BD1上，∠PDA=60°。 （1）求DP与CC1所成角的大小；（2）求DP与平面AA1D1D所成角的大小。
ABA1PD1C1B1DC
变式练习：如图,已知P为矩形ABCD所在平面外一点,PA?平面ABCD,E、F分别是A B．PC的
中点.
(Ⅰ)求证:EF∥平面PAD; (Ⅱ)求证:EF?CD;
(Ⅲ)若,∠PDA=45°,求EF与平面ABCD所成角的大小.
例题4.如图，在四棱锥O?ABCD中，底面ABCD四边长为1的 菱形，?ABC?OA?底面ABCD, OA?2,M为OA的中点。
?4,
（Ⅰ）求异面直线AB与MD所成角的大小； （Ⅱ）求点B到平面OCD的距离。
OMADC
B3
变式练习：如图,PA⊥平面ABCD,四边形ABCD是正方形,PA=AD=2,M、N分别是A B．PC的中点. (1)求二面角P-CD-B的大小; (2)求证:平面MND⊥平面PCD; (3)求点P到平面MND的距离. 例题 例题 A M
C N
D
P
例题5.在直平行六面体AC1中,ABCD是菱形,?DAB?60?,ACIBD?O,AB?AA1.
(1)求证:C1O//平面AB1D1;
D1C1B1(2)求证:平面AB1D1?平面ACC1A1; (3)求直线AC与平面AB1D1所成角的大小.
A1DAOBC
变式练习：如图,直三棱柱ABC—A1B1C1的底面积是等腰直角三角
形,∠A1B1C1=90°,A1C1=1,AA1=2,N、M分别是线段B1 B．AC1的中点? (I)证明:MN//平面ABC;
(II)求A1到平面AB1C1的距离
(III)求二面角A1—AB1—C1的大小?
4
例题6.图，已知四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD是菱形且?C1CB=?C1CD=?BCD， （1）证明：C1C ? BD；（2）当? 平面C1BD？请给出证明。 CD的值为多少时，能使A1C CC1C
B 1
A 1
1 D
B
C
D
变式练习：如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,,D是AA1的中点.
(Ⅰ) 求异面直线AC11与B1D所成角的大小;
(Ⅱ) 求二面角C-B1D-B的大小;
(Ⅲ) 在B1C上是否存在一点E,使得DE//平面ABC? 若存在,
求出B1EEC的值;若不存在,请说明理由
.
5
1 A
空间向量讲义
