2019-2020学年北师大版选修2-1 空间向量及其运算 学案
2019-2020学年北师大版选修2-1     空间向量及其运算    学案第3页

【解析】(1)建立如图所示的空间直角坐标系D-xyz,不妨设正方体的棱长为2,则D(0,0,0),A(2,0,0),E(2,2,1),F(0,1,0),A1(2,0,2),D1(0,0,2).

设平面AED的一个法向量为n1=(x1,y1,z1),则

所以2x1=0,2x1+2y1+z1=0. 令y1=1,得n1=(0,1,-2).

同理可得平面A1FD1的一个法向量为n2=(0,2,1).

因为n1·n2=0,所以平面AED⊥平面A1FD1.

(2)由于点M在直线AE上,所以可设=λ=λ· (0,2,1)=(0,2λ,λ),可得M(2,2λ,λ),于是=(0,2λ,λ-2).A1M⊥平面DAE,则A1M⊥AE,所以·=(0, 2λ,λ-

2) (0,2,1)=5λ-2=0,得λ=.故当AM=AE时,A1M⊥平面DAE.

【变式训练4】 已知=(2,2,1),=(4,5,3),求平面ABC的单位法向量.

【解析】设平面ABC的法向量为n=(x,y,z),则n·=0,且n·=0,

即2x+2y+z=0且4x+5y+3z=0,解得

所以n=z(,-1,1),单位法向量n0==±(,-,).

总结提高

1.利用共线向量定理,可解决立体几何中三点共线和两直线平行等问题.

2.利用共面向量定理,可解决立体几何中直线在平面内,直线与平面平行以及四点共面等问题.

3.同时要重视空间向量基本定理的运用,要注意空间向量基底的选取,用基向量表示出已知条件和所需解决问题的所有向量,将几何问题转化为向量问题.

4.用空间向量处理某些立体几何问题时,除要有应用空间向量的意识外,关键是根据空间图形的特点建立恰当的空间直角坐标系.若坐标系选取不当,计算量就会增大.总之树立用数解形的观念,即用数形结合的思想解决问题.

5.用向量法解决空间问题,优先考虑建立坐标系(尤其当直角条件较充足时),因为单位正交基底运用起来最方便.

6.建系用坐标法解决空间问题时,写出各点坐标要万分谨慎.