2019-2020学年人教B版选修2-1 平面的法向量与平面的向量表示 学案
2019-2020学年人教B版选修2-1 平面的法向量与平面的向量表示  学案第1页

【考试要求】 

1.理解直线的方向向量及平面的法向量;

2.能用向量语言表述线线、线面、面面的平行和垂直关系;

3.能用向量方法证明立体几何中有关线面位置关系的一些简单定理;

4.能用向量方法解决直线与直线、直线与平面、平面与平面的夹角的计算问题;

5.能用向量方法解决点到平面、相互平行的平面的距离问题;

6.并能描述解决夹角和距离的程序,体会向量方法在研究几何问题中的作用.

【知识梳理】

1.直线的方向向量和平面的法向量

(1)直线的方向向量:如果表示非零向量a的有向线段所在直线与直线l平行或重合,则称此向量a为直线l的方向向量.

(2)平面的法向量:直线l⊥α,取直线l的方向向量a,则向量a叫做平面α的法向量.

2.空间位置关系的向量表示

位置关系 向量表示 直线l1,l2的方向向量分别为n1,n2 l1∥l2 n1∥n2⇔n1=λn2 l1⊥l2 n1⊥n2⇔n1·n2=0 直线l的方向向量为n,平面α的法向量为m l∥α n⊥m⇔n·m=0 l⊥α n∥m⇔n=λm 平面α,β的法向量分别为n,m α∥β n∥m⇔n=λm α⊥β n⊥m⇔n·m=0 3.异面直线所成的角

设a,b分别是两异面直线l1,l2的方向向量,则

a与b的夹角β l1与l2所成的角θ 范围 (0,π) 求法 cos β= cos θ=|cos β|= 4.求直线与平面所成的角

设直线l的方向向量为a,平面α的法向量为n,直线l与平面α所成的角为θ,则sin θ=|cos〈a,n〉|=.

5.求二面角的大小

(1)如图①,AB,CD是二面角α-l-β的两个面内与棱l垂直的直线,则二面角的大小θ=〈\s\up6(→(→),\s\up6(→(→)〉.

(2)如图②③,n1,n2 分别是二面角α-l-β的两个半平面α,β的法向量,则二面角的大小θ满足|cos θ|=|cos〈n1,n2〉|,二面角的平面角大小是向量n1与n2的夹角(或其补角).

6.点到平面的距离