【数学】2010-2011学年同步精品学案(人教A版选修2—1)空间向量与立体几何§3.1.3 空间向量的数量积运算
【数学】2010-2011学年同步精品学案(人教A版选修2—1)空间向量与立体几何§3.1.3 空间向量的数量积运算第3页

  由(2)得 =+\s\up6(→(→)

   ·= ·\s\up6(→(→)+\s\up6(→(→)·\s\up6(→(→)=a2,

  ||=|\s\up6(→(→)|=a,

  | |=2(\f(1,2)=4(1,4)=a,

  ∴ cos< , >==,

  即异面直线PA与MN所成角为45°.

  

知识点三 利用数量积证明垂直关系

  

  如图所示,m,n是平面α内的两条相交直线.如果l⊥m,l⊥n,

  求证:l⊥α .

  

  证明 在α内作任一直线g,分别在l,m,n,g上取非零向量l,m,n,g.

  因为m与n相交,所以向量m,n不平行.

  由向量共面的充要条件知,存在惟一的有序实数对(x,y),使g=xm+yn.

  将上式两边与向量l作数量积,

  得l·g=xl·m+yl·n.

  因为l·m=0,l·n=0,所以l·g=0,

  所以l⊥g.即l⊥g.

  这就证明了直线l垂直于平面α内的任意一条直线,

  所以l⊥α.

  【反思感悟】 证明两直线垂直可转化为证明两直线的方向向量垂直,即证明两向量数量积为零.

  已知:在空间四边形OABC中,OA⊥BC,OB⊥AC,求证:OC⊥AB.

  证明 ∵OA⊥BC,OB⊥AC,∴·= 0,·= 0.

  ∵ ·=(+)· ( \s\up6(→(→) + )

  = ·\s\up6(→(→)+\s\up6(→(→)·\s\up6(→(→)+\s\up6(→(→)·\s\up6(→(→)+\s\up6(→(→)·\s\up6(→(→)

  =· \s\up6(→(→)+\s\up6(→(→)·(\s\up6(→(→)+\s\up6(→(→))

  = ·\s\up6(→(→)+\s\up6(→(→)·=\s\up6(→(→) · (+\s\up6(→(→))=\s\up6(→(→)·\s\up6(→(→)=0,

  ∴ ⊥\s\up6(→(→) ,∴OC⊥AB.

  课堂小结:

空间两个向量a,b的数量积,仍旧保留平面向量中数量积的形式,即:a·b=|a||b|cos〈a,b〉,这里〈a,b〉表示空间两向量所成的角(0≤〈a,b〉≤π).空间向量的数量积具有平面向量数量积的运算性质.应用数量积可以判断空间两直线的垂直问题,可以求两直线夹角问题和线段长度问题.即(1)利用a⊥b⇔a·b=0证线线垂直(a,b为非零向量).(2)利