两平面平行方向向量关系_2017-2018学年高中数学第三章空间向量与立体几何3.2.1直线的方向向量与平面的法向量3.2.2空间线面关系的判定(一)苏教选修2-1.ppt...
3.2.1 直線的方向向量與平面的法向量 3.2.2 空間線面關(guān)系的判定(一) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.掌握空間點、線、面的向量表示. 2.理解直線的方向向量與平面的法向量的意義;會用待定系數(shù)法求平面的法向量. 3.能用向量法證明直線與直線、直線與平面、平面與平面的平行問題. 題型探究 問題導(dǎo)學(xué) 內(nèi)容索引 當(dāng)堂訓(xùn)練 問題導(dǎo)學(xué) 知識點一 直線的方向向量與平面的法向量 思考 怎樣用向量來表示點、直線、平面在空間中的位置? 答案 (1)點:在空間中,我們?nèi)∫欢cO作為基點,那么空間中任意一點P的位置就可以用向量 來表示.我們把向量 稱為點P的位置向量. (2)直線:①直線的方向向量:和這條直線平行或共線的非零向量. ②對于直線l上的任一點P,在直線上取 =a,則存在實數(shù)t,使得 (3)平面:①空間中平面α的位置可以由α內(nèi)兩條相交直線來確定.對于平面α上的任一點P,a,b是平面α內(nèi)兩個不共線向量,則存在有序?qū)崝?shù)對(x,y),使得 =xa+yb. ②空間中平面α的位置還可以用垂直于平面的直線的方向向量表示. 梳理 (1)用向量表示直線的位置 條件 直線l上一點A 表示直線l方向的向量a(即直線的 ) 形式 在直線l上取 =a,那么對于直線l上任意一點P,一定存在實數(shù)t,使得 =____ 作用 定位置 點A和向量a可以確定直線的____ 定點 可以具體表示出l上的任意____ 方向向量 位置 一點 (2)用向量表示平面的位置 ①通過平面α上的一個定點O和兩個向量a和b來確定: 條件 平面α內(nèi)兩條相交直線的方向向量a,b和交點O 形式 對于平面α上任意一點P,存在有序?qū)崝?shù)對(x,y)使得 =xa+yb ②通過平面α上的一個定點A和法向量來確定: 平面的法向量 直線l⊥α,直線l的 叫做平面α的法向量 確定平面位置 過點A,以向量a為法向量的平面是完全確定的 方向向量 (3)直線的方向向量和平面的法向量 直線的 方向向量 能平移到直線上的 向量a,叫做直線l的一個方向向量 平面的 法向量 直線l⊥α,取直線l的 ,n叫做平面α的法向量 非零 方向向量n (4)空間中平行關(guān)系的向量表示 設(shè)直線l,m的方向向量分別為a,b,平面α,β的法向量分別為μ,v,則 線線平行 l∥m? ?a=kb(k∈R) 線面平行 l∥α?a⊥μ?_______ 面面平行 α∥β?μ∥v?___________ a∥b a·μ=0 μ=kv(k∈R) 知識點二 利用空間向量處理平行問題 思考 (1)設(shè)v1=(a1,b1,c1),v2=(a2,b2,c2)分別是直線l1,l2的方向向量.若直線l1∥l2,則向量v1,v2應(yīng)滿足什么關(guān)系. 由直線方向向量的定義知若直線l1∥l2,則直線l1,l2的方向向量共線,即l1∥l2?v1∥v2?v1=λv2(λ∈R). 答案 思考 (2)若已知平面外一直線的方向向量和平面的法向量,則這兩向量滿足哪些條件可說明直線與平面平行? 可探究直線的方向向量與平面的法向量是否垂直,進(jìn)而確定線面是否平行. 答案 (3)用向量法處理空間中兩平面平行的關(guān)鍵是什么? 關(guān)鍵是找到兩個平面的法向量,利用法向量平行來說明兩平面平行. 答案 利用空間向量解決平行問題時,第一,建立立體圖形與空間向量的聯(lián)系,用空間向量表示問題中涉及的點、直線、平面,把立體幾何問題轉(zhuǎn)化為向量問題;第二,通過向量的運算,研究平行問題;第三,把向量問題再轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的立體幾何問題,從而得出結(jié)論. 梳理 題型探究 類型一 求直線的方向向量、平面的法向量 例1 如圖,四棱錐P-ABCD中,底面ABCD為矩形,PA⊥平面ABCD,E為PD的中點.AB=AP=1,AD= ,試建立恰當(dāng)?shù)目臻g直角坐標(biāo)系,求平面ACE的一個法向量. 解答 因為PA⊥平面ABCD,底面ABCD為矩形, 所以AB,AD,AP兩兩垂直. 設(shè)n=(x,y,z)為平面ACE的法向量, 引申探究 若本例條件不變,試求直線PC的一個方向向量和平面PCD的一個法向量. 解答 如圖所示,建立空間直角坐標(biāo)系,則P(0,0,1),C(1, ,0), 即為直線PC的一個方向向量. 設(shè)平面PCD的法向量為n=(x,y,z). 利用待定系數(shù)法求平面法向量的步驟 (1)設(shè)向量:設(shè)平面的法向量為n=(x,y,z). 反思與感悟 (5)賦非零值:取其中一個為非零值(常取±1). (6)得結(jié)論:得到平面的一個法向量. 跟蹤訓(xùn)練1 如圖,在四棱錐P-ABCD中,底面ABCD是矩形.平面PAB⊥
總結(jié)
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