2.二面角的棱上有A、B两点,直线AC、BD分别在这个二面角的两个半平面内,且都垂直于AB.已知AB=4,AC=6,BD=8,CD=2,则该二面角的大小为 ( C )
A.150°? B.45°? C.60°? D.120°?
1.已知两平面的法向量分别为m=(0,1,0),n=(0,1,1),则两平面所成的二面角为 ( C )
A.45°? B.135° C.45°或135° D.90°?
3.若a=(2x,1,3),b=(1,-2y,9),且a∥b,则 ( C )
?A.x=1,y=1? B.x=,y=- ?C.x=,y=- D.x=-,y=
例1已知=(2,2,1),=(4,5,3),求平面ABC的单位法向量.
解:设面ABC的法向量n=(x,y,1),则n⊥且n⊥,即n·=0,且n·=0,即
∴n=(,-1,1),单位法向量n0=±=±(,-,).
例2 如图所示,在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,设=a,=b,=c,M,N,P分别是AA1,BC,C1D1的中点,试用a,b,c表示以下各向量:(1);(2);(3)+.
解 (1)∵P是C1D1的中点,
∴=++=a++ =a+c+=a+c+b.
(2)∵N是BC的中点,∴=++=-a+b+=-a+b+=-a+b+c.
(3)∵M是AA1的中点, ∴=+=+=-a+(a+c+b)=a+b+c,
又=+=+ =+=c+a, ∴+=(a+b+c)+(a+c)=a+b+c.例3 已知分别是空间四边形ABCD的边的中点,(1)求证:四点共面;
(2)求证:BD∥平面EFGH;(3)设M是EG和FH的交点,求证:对空间任一点O,有. 证明 (1)连接BG,则
由共面向量定理的推论知:E、F、G、H四点共面.
(2)因为=
所以EH∥BD. 又EH平面EFGH,BD平面EFGH, 所以BD∥平面EFGH.
(3)连接OM,OA,OB,OC,OD,OE,OG.由(2)知=, 同理=,
所以=,即EH FG, 所以四边形EFGH是平行四边形.所以EG,FH交于一点M且被M平分.
故===.
例4 (1)求与向量a=(2,-1,2)共线且满足方程a·x=-18的向量x的坐标;
(2)已知A、B、C三点坐标分别为(2,-1,2)、(4,5,-1)、(-2,2,3),求点P的坐标使得=(-);
(3)已知a=(3,5,-4),b=(2,1,8),求: ①a·b;②a与b夹角的余弦值;③确定,的值使得a+b与z轴垂直,且(a+b)·(a+b)=53.
解 (1)∵x与a共线,故可设x=ka, 由a·x=-18得
a·ka=k|a|2=k()2=9k,∴9k=-18,故k=-2.∴x=-2a=(-4,2,-4).
(2)设P(x,y,z),则=(x-2,y+1,z-2), =(2,6,-3),=(-4,3,1),
∵=(-).∴(x-2,y+1,z-2)=[(2,6,-3)-(-4,3,1)] =(6,3,-4)=(3,,-2) ∴解得∴P点坐标为(5,,0).
(3)①a·b=(3,5,-4)·(2,1,8)=3×2+5×1-4×8=-21.
②∵|a|=,|b|=,
∴cos〈a,b〉=∴a与b夹角的余弦值为
③取z轴上的单位向量n=(0,0,1),a+b=(5,6,4).依题意
即
故解得
2.下列命题中是真命题的是 ( D ) A.分别表示空间向量的有向线段所在的直线是异面直线,则这两个向量不是共面向量
?B.若|a|=|b|,则a,b的长度相等而方向相同或相反 C.若向量,满足||>||,且与同向,则> ?D.若两个非零向量与满足+=0,则∥
1.有4个命题:①若p=xa+yb,则p与a、b共面; ②若p与a、b共面,则p=xa+yb; ③若=x+y,则P、M、A、B共面; ④若P、M、A、B共面,则=x+y. 其中真命题的个数是 ( B )
?A.1? B.2? C.3? D.4
7.若表示向量a1,a2,…,an的有向线段终点和始点连结起来构成一个封闭折图形,则a1+a2+a3+…+an=0.
基础自测
6. 模长公式:,
5.空间向量的直角坐标运算律:
则;
, ,.
4.向量的数量积:,,;,,
3.空间向量的基本定理:如果三个向量不共面,那么对空间任意一向量,存在惟一有序实数对x、y、z使得=.
推论:设O、A、B、C是不共面的四点,则对空间任意一点P,都存在惟一的三个有序实数x、y、z使=x+。特别地,当x+y+z=1时,则必有P、A、B、C四点共面.
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