云南省開遠市第四中學 董秋理
立體幾何一直是高中數(shù)學的一個難點,解決這個難題的最好工具就是空間向量。向量融數(shù)、形于一體,具有代數(shù)形式和幾何形式“雙重身份”,具有線性運算、數(shù)量積,既有有向線段表達式,又有坐標表達式,是解決立體幾何問題的一種重要工具,向量本身的這些特點決定了它與立體幾何、解析幾何、三角函數(shù)等內(nèi)容的自然融合,是知識的“交匯點”。
一般根據(jù)平面法向量的定義推導出平面的法向量,推導平面法向量的方法如下:
例1,在例1的條件下,求平面ACD1的法向量和平面A1ABB1的法向量
1.點到平面的距離、直線與平面的距離、平面與平面的距離
直線與平面的距離、平面與平面的距離均
可以轉(zhuǎn)化為點到平面的距離求解。當求直線與
平面的距離時,A,B 兩點分別表示直線上的任意一點和平面上的任意一點,表示平面的法向量。
2.求異面直線間的距離
要證明兩直線垂直,只需證明這兩條直線所對應的方向向量的數(shù)量積為;要證明直線垂直平面,只需證明這條直線所對應的方向向量與平面內(nèi)不共線的兩向量的數(shù)量積均為;要證明兩平面垂直,只需證明一個平面內(nèi)的一個向量垂直另一平面,或者證明兩個平面的法向量的數(shù)量積為0。
要證明直線與平面平行,只需證明這條直線所對應的方向向量平行平面內(nèi)的一個向量,或者證明這條直線所對應的方向向量垂直于平面的一個法向量;要證明平面與平面平行,只需證明這兩個平面所對應的法向量平行,或者證明一個平面的法向量垂直另一個平面。
2.求直線與平面所成的角
設AB是平面α 的斜線,AC是平面α 的垂線,
3.求二面角
向量法的思維過程較簡潔,規(guī)律性較強,解答比較容易,但需要正確建立空間直角坐標系及正確確定點的坐標。