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1、湖南省長沙市望城區(qū)白箬中學(xué)高三數(shù)學(xué)第二輪專題講座復(fù)習(xí):運(yùn)用向量法解題
高考要求 平面向量是新教材改革增加的內(nèi)容之一,近幾年的全國使用新教材的高考試題逐漸加大了對(duì)這部分內(nèi)容的考查力度,本節(jié)內(nèi)容主要是幫助考生運(yùn)用向量法來分析,解決一些相關(guān)問題
重難點(diǎn)歸納
1 解決關(guān)于向量問題時(shí),一要善于運(yùn)用向量的平移、伸縮、合成、分解等變換,正確地進(jìn)行向量的各種運(yùn)算,加深對(duì)向量的本質(zhì)的認(rèn)識(shí) 二是向量的坐標(biāo)運(yùn)算體現(xiàn)了數(shù)與形互相轉(zhuǎn)化和密切結(jié)合的思想
2 向量的數(shù)量積常用于有關(guān)向量相等,兩向量垂直、射影、夾角等問題中常用向量的直角坐標(biāo)運(yùn)算來證明向量的垂直和平行問題;利用向量的夾角公式和距離公式求解空間兩條
2、直線的夾角和兩點(diǎn)間距離的問題
3 用空間向量解決立體幾何問題一般可按以下過程進(jìn)行思考
(1)要解決的問題可用什么向量知識(shí)來解決?需要用到哪些向量?
(2)所需要的向量是否已知?若未知,是否可用已知條件轉(zhuǎn)化成的向量直接表示?
(3)所需要的向量若不能直接用已知條件轉(zhuǎn)化成的向量表示,則它們分別最易用哪個(gè)未知向量表示?這些未知向量與由已知條件轉(zhuǎn)化的向量有何關(guān)系?
(4)怎樣對(duì)已經(jīng)表示出來的所需向量進(jìn)行運(yùn)算,才能得到需要的結(jié)論?
典型題例示范講解
例1如圖,已知平行六面體ABCD—A1B1C1D1的底面ABCD是菱形,且∠C1CB=∠C1CD=∠BCD
(1)求證 C1C⊥B
3、D
(2)當(dāng)?shù)闹禐槎嗌贂r(shí),能使A1C⊥平面C1BD?請給出證明
命題意圖 本題主要考查考生應(yīng)用向量法解決向量垂直,夾角等問題以及對(duì)立體幾何圖形的解讀能力
知識(shí)依托 解答本題的閃光點(diǎn)是以向量來論證立體幾何中的垂直問題,這就使幾何問題代數(shù)化,使繁瑣的論證變得簡單
錯(cuò)解分析 本題難點(diǎn)是考生理不清題目中的線面位置關(guān)系和數(shù)量關(guān)系的相互轉(zhuǎn)化,再就是要清楚已知條件中提供的角與向量夾角的區(qū)別與聯(lián)系
技巧與方法 利用⊥·=0來證明兩直線垂直,只要證明兩直線對(duì)應(yīng)的向量的數(shù)量積為零即可
(1)證明 設(shè)=, =,,依題意,||=||,、、中兩兩所成夾角為θ,于是
=-,
=(-)=·-·=||
4、·||cosθ-||·||cosθ=0,∴C1C⊥BD
(2)解 若使A1C⊥平面C1BD,只須證A1C⊥BD,A1C⊥DC1,
由
=(++)·(-)=||2+·-·-||2
=||2-||2+||·||cosθ-||·||·cosθ=0,得
當(dāng)|=||時(shí),A1C⊥DC1,同理可證當(dāng)||=||時(shí),A1C⊥BD,
∴=1時(shí),A1C⊥平面C1BD
例2如圖,直三棱柱ABC—A1B1C1,底面△ABC中,CA=CB=1,∠BCA=90°,AA1=2,M、N分別是A1B1、A1A的中點(diǎn)
(1)求的長;
(2)求cos<>的值;
(3)求證 A1B⊥C1M
命題意圖 本題主
5、要考查考生運(yùn)用向量法中的坐標(biāo)運(yùn)算的方法來解決立體幾何問題
知識(shí)依托 解答本題的閃光點(diǎn)是建立恰當(dāng)?shù)目臻g直角坐標(biāo)系O-xyz,進(jìn)而找到點(diǎn)的坐標(biāo)和求出向量的坐標(biāo)
錯(cuò)解分析 本題的難點(diǎn)是建系后,考生不能正確找到點(diǎn)的坐標(biāo)
技巧與方法 可以先找到底面坐標(biāo)面xOy內(nèi)的A、B、C點(diǎn)坐標(biāo),然后利用向量的模及方向來找出其他的點(diǎn)的坐標(biāo)
(1)解 如圖,以C為原點(diǎn)建立空間直角坐標(biāo)系O-xyz
依題意得 B(0,1,0),N(1,0,1)
∴||=
(2)解 依題意得 A1(1,0,2),C(0,0,0),B1(0,1,2)
∴==(0,1,2)
=1×0+(-1)×1+2×2=3
|
6、|=
(3)證明 依題意得 C1(0,0,2),M()
∴∴A1B⊥C1M
例3三角形ABC中,A(5,-1)、B(-1,7)、C(1,2),求 (1)BC邊上的中線AM的長;(2)∠CAB的平分線AD的長;(3)cosABC的值
解 (1)點(diǎn)M的坐標(biāo)為xM=
D點(diǎn)分的比為2
∴xD=
(3)∠ABC是與的夾角,而=(6,8),=(2,-5)
學(xué)生鞏固練習(xí)
1 設(shè)A、B、C、D四點(diǎn)坐標(biāo)依次是(-1,0),(0,2),(4,3),(3,1),則四邊形ABCD為( D )
A正方形 B矩形 C菱形 D平行四邊形
2 已知
7、△ABC中,=,=,·<0,S△ABC=,||=3,| |=5,則與的夾角是( C )
A30° B-150° C150° D30°或150°
3 將二次函數(shù)y=x2的圖象按向量平移后得到的圖象與一次函數(shù)y=2x-5的圖象只有一個(gè)公共點(diǎn)(3,1),則向量=_(2,0)_ __
4 等腰△ABC和等腰Rt△ABD有公共的底邊AB,它們所在的兩個(gè)平面成60°角,若AB=16 cm,AC=17 cm,則CD=__13 cm_______
5 如圖,在△ABC中,設(shè)=, =, =, =λ,(0<λ<1), =μ (0<μ<1),試用向量,表示
6 正三棱柱ABC—A1B1C
8、1的底面邊長為a,側(cè)棱長為a
(1)建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,并寫出A、B、A1、C1的坐標(biāo);
(2)求AC1與側(cè)面ABB1A1所成的角
參考答案
5 解 ∵與共線,∴=m=m(-)=m(μ-),
∴=+=+m(μ-)=(1-m) +mμ ①
又與共線,∴=n=n(-)=n(λ-),
∴=+=+n(λ-)=nλ+(1-n) ②
由①②,得(1-m)+μm=λn+(1-n)
∵與不共線,∴ ③
解方程組③得 m=
代入①式得=(1-m) +mμ=[λ(1-μ) +μ(1-λ)]
6 解 (1)以點(diǎn)A為坐標(biāo)原點(diǎn)O,以AB所在直線為Oy軸,以AA1所在直線為Oz軸,以經(jīng)過原點(diǎn)且與平面ABB1A1垂直的直線為Ox軸,建立空間直角坐標(biāo)系
由已知,得A(0,0,0),B(0,a,0),A1(0,0,a),C1(-a)
(2)取A1B1的中點(diǎn)M,于是有M(0,a),連AM,MC1,
有=(-a,0,0),且=(0,a,0),=(0,0a)
由于·=0,·=0,所以MC1⊥面ABB1A1,
∴AC1與AM所成的角就是AC1與側(cè)面ABB1A1所成的角
∵=
所以所成的角,即AC1與側(cè)面ABB1A1所成的角為30°