夹角公式:
1.(2010海南)b a ,为平面向量,已知)3,4(=a ,)18,3(2=+b a ,则
a ,
b 夹角的余弦值等于( )
A.65
8 B. 65
8- C. 6516
D. 6516-
2.(2010湖南)若非零向量a ,b 满足b a =,0)2(=?+b b a ,
则a 与b 的夹角为( )
A. ?
30 B. ?
60 C. ?120 D.?150
3.(2004重庆)若向量a 与b 的夹角为?60,
4=b ,
72)3()2(-=-?+b a b a ,则向量a 的模为( )
A 2
B 4
C 6
D 12
4.(2005江西)已知向量)2,1(=a ,)4,2(--=b ,
5
=c ,若
2
5
)(=?+c b a ,则a 与c
的夹角为( )
A .?
30 B .?
60 C .?
120 D .?
150
5.平行四边形ABCD 中,2=AB ,3=BC ,?
=∠60ABC ,
则→
→?BC AB =
6.(2007江西)在平面直角坐标系中,正方形OABC 的对角线
OB 的两端点分别为)0,0(O ,)1,1(B ,则
·= .
7. 已知平面内三个点)3,0(-A ,)3,3(B ,)1,1(-C ,则向量与
BC 的夹角为( )
A.0 B .2π C.3π
D.π
8.设1e ,2e 是单位向量,夹角为?60,则)23()2(2121e e e e +-?-=
平面向量 【基本概念与公式】 【任何时候写向量时都要带箭头】 1.向量:既有大小又有方向的量。记作:AB 或a 。 2.向量的模:向量的大小(或长度),记作:||AB 或||a 。 3.单位向量:长度为1的向量。若e 是单位向量,则||1e =。 4.零向量:长度为0的向量。记作:0。【0方向是任意的,且与任意向量平行】 5.平行向量(共线向量):方向相同或相反的向量。 6.相等向量:长度和方向都相同的向量。 7.相反向量:长度相等,方向相反的向量。AB BA =-。 8.三角形法则: AB BC AC +=;AB BC CD DE AE +++=;AB AC CB -=(指向被减数) 9.平行四边形法则: 以,a b 为临边的平行四边形的两条对角线分别为a b +,a b -。 10.共线定理://a b a b λ=?。当0λ>时,a b 与同向;当0λ<时,a b 与反向。 11.基底:任意不共线的两个向量称为一组基底。 12.向量的模:若(,)a x y =,则2||a x y =+,22||a a =,2||()a b a b +=+ 13.数量积与夹角公式:||||cos a b a b θ?=?; cos ||||a b a b θ?= ? 14.平行与垂直:1221//a b a b x y x y λ?=?=;121200a b a b x x y y ⊥??=?+= 题型1.基本概念判断正误: (1)共线向量就是在同一条直线上的向量。 (2)若两个向量不相等,则它们的终点不可能是同一点。 (3)与已知向量共线的单位向量是唯一的。 (4)四边形ABCD 是平行四边形的条件是AB CD =。 (5)若AB CD =,则A 、B 、C 、D 四点构成平行四边形。 (6)若a 与b 共线, b 与c 共线,则a 与c 共线。 (7)若ma mb =,则a b =。
A B C D P Q 向量法求空间角 1.(本小题满分10分)在如图所示的多面体中,四边形ABCD 为正方形,四边形ADPQ 是直角梯形, DP AD ⊥,⊥CD 平面ADPQ ,DP AQ AB 2 1==. (1)求证:⊥PQ 平面DCQ ; (2)求平面BCQ 与平面ADPQ 所成的锐二面角的大小. 2.(满分13分)如图所示,正四棱锥P -中,O 为底面正方形的中心,侧棱与底面所成的角的正切值为26 . (1)求侧面与底面所成的二面角的大小; D B A
(2)若E是的中点,求异面直线与所成角的正切值; (3)问在棱上是否存在一点F,使⊥侧面,若存在,试确定点F的位置;若不存在,说明理由. 3.(本小题只理科做,满分14分)如图,已知AB⊥平面ACD,DE//AB,△ACD是正三角形,AD=DE=2AB,且F是CD的中点. (1)求证:AF//平面BCE; (2)求证:平面BCE⊥平面CDE; (3)求平面BCE与平面ACD所成锐二面 角的大小.
4.(本小题满分12分)如图,在四棱锥ABCD P-中,PD⊥底面ABCD,且底面ABCD为正方形,G , = =分别为 ,2 AD, F E PD ,的中点. PC, PD CB (1)求证:// AP平面EFG; (2)求平面GEF和平面DEF的夹角.
5.如图,在直三棱柱111ABC A B C -中,平面1A BC ⊥ 侧面11A ABB 且12AA AB ==. (Ⅰ)求证:AB BC ⊥; (Ⅱ)若直线与平面1A BC 所成的角为6 π,求锐二面角1A A C B --的大小.
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高中的教案 平面向量的模与夹角 学习要点: 1、向量的坐标运算:设1122(,),(,)a x y b x y ==r r ,则: (1)向量的加减法运算:12(a b x x ±=±r r ,12)y y ±。 (2)实数与向量的积:()()1111,,a x y x y λλλλ==r 。 (3)若1122(,),(,)A x y B x y ,则()2121,AB x x y y =--u u u r ,即一个向量的坐标等于表示这个向量的有向线 段的终点坐标减去起点坐标。 (4)平面向量数量积:1212a b x x y y ?=+r r (5)向量的模:222 2 ||||a a a x y ===+r r r 2、平面向量的数量积: (1)两个向量的夹角:对于非零向量a ,b ,作,OA a OB b ==u u u r r u u u r r ,AOB θ∠=()0θπ≤≤称为向量a , 的夹角,当θ=0时,,同向,当θ=π时,,反向,当θ= 2 π 时,a ,b 垂直。 (2)平面向量的数量积:如果两个非零向量a ,b ,它们的夹角为θ,我们把数量||||cos a b θr r 叫做a 与 的数量积(或内积或点积),记作:?,即?=cos a b θr r 。规定:零向量与任一向量的数量积 是0,注意数量积是一个实数,不再是一个向量。 (3)向量数量积的性质:设两个非零向量a ,b ,其夹角为θ,则: ①0a b a b ⊥??=r r r r ; ②当a ,b 同向时,a ?b =a b r r ,特别地,22,a a a a a =?==r r r r r ;当a 与b 反向时,a ?b =-a b r r ;当θ为锐角时,a ?b >0,且 a b r r 、 不同向,0a b ?>r r 可得θ为锐角;当θ为钝角时,a ?b <0,且 a b r r 、 不反向,0a b ? 向量公式大全 『ps.加粗字母表示向量』1.向量加法 羈AB+BC=AC a+b=(x+x',y+y') a+0=0+a=a 运算律: 交换律:a+b=b+a 结合律:(a+b)+c=a+(b+c) 2.向量减法 罿AB-AC=CB 即“共同起点,指向被减” 如果a、b是互为相反的向量,那么a=-b,b=-a,a+b=0. 0的反向量为0 a=(x,y) b=(x',y') 则a-b=(x-x',y-y'). 3.数乘向量 实数λ和向量a的乘积是一个向量,记作λa,且∣λa∣=∣λ∣?∣a∣ 当λ>0时,λa与a同方向 当λ<0时,λa与a反方向 当λ=0时,λa=0,方向任意 当a=0时,对于任意实数λ,都有λa=0 『ps.按定义知,如果λa=0,那么λ=0或a=0』实数λ 向量a的系数,乘数向量λa的几何意义就是将表示向量a的有向线段伸长或压缩 当∣λ∣>1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ>0)或反方向(λ<0)上伸长为原来的∣λ∣倍 当∣λ∣<1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ>0)或反方向(λ<0)上缩短为原来的∣λ∣倍 数乘运算律: 结合律:(λa)?b=λ(a?b)=(a?λb) 向量对于数的分配律(第一分配律):(λ+μ)a=λa+μa. 数对于向量的分配律(第二分配律):λ(a+b)=λa+λb. 数乘向量的消去律:①如果实数λ≠0且λa=λb,那么a=b②如果a≠0且λa=μa,那么λ=μ 4.向量的数量积 定义:已知两个非零向量a,b作OA=a,OB=b,则∠AOB称作a和b的夹角,记作〈a,b〉并规定0≤〈a,b〉≤π 两个向量的数量积(内积、点积)是一个数量,记作a?b若a、b不共线,则a?b=|a|?|b|?c os〈a,b〉若a、b共线,则a?b=+-∣a∣∣b∣ 向量的数量积的坐标表示:a?b=x?x'+y?y' 向量数量积运算律 a?b=b?a(交换律) (λa)?b=λ(a?b)(关于数乘法的结合律) (a+b)?c=a?c+b?c(分配律) 向量的数量积的性质 a?a=|a|2 a⊥b〈=〉a?b=0 第三讲:立体几何中的向量方法 利用空间向量求二面角的平面角大家知道,立体几何是高中数学学习的一个难点,以往学生学习立体几何时,主要采取“形到形” 的综合推理方法,即根据题设条件,将空间图形转化为平面图形,再由线线,线面等关系确定结果,这种方法没有一般规律可循,对人的智力形成极大的挑战,技巧性较强,致使大多数学生都感到束手无策。 高中新教材中,向量知识的引入,为学生解决立体几何问题提供了一个有效的工具。它能利用代数 方法解决立体几何问题,体现了数形结合的思想。并且引入向量,对于某些立体几何问题提供通法,避免了传统立体几何中的技巧性问题,因此降低了学生学习的难度,减轻了学生学习的负担,体现了新课 程理念。 为适应高中数学教材改革的需要,需要研究用向量法解决立体几何的各种问题。本文举例说明如何用向量法解决立体几何的空间角问题。以此强化向量的应用价值,激发学生学习向量的兴趣,从而达到提高学生解题能力的目的。 利用向量法求空间角,不需要繁杂的推理,只需要将几何问题转化为向量的代数运算,方便快捷。 空间角主要包括线线角、线面角和二面角,下面对二面角的求法进行总结。 教学目标 1使学生会求平面的法向量; 2?使学生学会求二面角的平面角的向量方法; 3. 使学生能够应用向量方法解决一些简单的立体几何问题; 4. 使学生的分析与推理能力和空间想象能力得到提高 教学重点 求平面的法向量; 求解二面角的平面角的向量法 教学难点 求解二面角的平面角的向量法 教学过程 I、复习回顾 一、回顾相关公式: 1、二面角的平面角:(范围:[0,]) 2、 法向量的方向: 一进一出,二面角等于法向量夹角;同进同出,二面 角等于法向量夹角的补角 . 3、 用空间向量解决立体几何问题的“三步曲” : (1) 建立立体图形与空间向量的联系,用空间向量表示问题中涉及的点、直线、平面,把立体几何 问题转化为向量问题;(化为向量问题) (2) 通过向量运算,研究点、直线、平面之间的位置关系以及它们之间距离和夹角等问题; (进行 向量运算) (3) 把向量的运算结果“翻译”成相应的几何意义。 (回到图形) n 、典例分析与练习 例1、如图,ABCD 是一直角梯形, ABC 90 , SA 求面SCD 与面SBA 所成二面角的余弦值? 分析 分别以BA, AD,AS 所在直线为x,y,z 轴, 建立空间直角坐标系,求出平面 SCD 的法向量 仁, 平面SBA 法向量n 2,利用n i , n 2夹角 cos cos n 1, n 2 结论: 或 ——■ cos cos 门1,门2 cos cos n j , n 2 统一为: n 1 n 2 |n 1 n 2 1 面 ABCD , SA AB BC 1, AD -, 2 §2.4平面向量数量积的坐标表示、模、夹角 教学目的: ⑴要求学生掌握平面向量数量积的坐标表示 ⑵掌握向量垂直的坐标表示的充要条件,及平面内两点间的距离公式. ⑶能用所学知识解决有关综合问题. 教学重点:平面向量数量积的坐标表示 教学难点:平面向量数量积的坐标表示的综合运用 授课类型:新授课 教 具:多媒体、实物投影仪 教学过程: 一、复习引入: 1.两个非零向量夹角的概念 已知非零向量a与b,作OA =a,OB =b,则∠AOB=θ(0≤θ≤π)叫a与b的夹角. 2.平面向量数量积(内积)的定义:已知两个非零向量a与b,它们的夹角是θ,则数量|a ||b |cos θ叫a与b的数量积,记作a ?b ,即有a ?b = |a ||b |cos θ, (0≤θ≤π).并规定0与任何向量的数量积为0. 3.向量的数量积的几何意义: 数量积a ?b 等于a 的长度与b 在a 方向上投影|b |cos θ的乘积. 4.两个向量的数量积的性质: 设a 、b 为两个非零向量,e 是与b 同向的单位向量. 1? e ?a = a ?e =|a |cos θ; 2? a ⊥b ? a ?b = 0 3? 当a 与b 同向时,a ?b = |a ||b |;当a 与b 反向时,a ?b = -|a ||b |. 特别的a ?a = |a |2或 a a a ?=|| 4? cos θ = | |||b a b a ? ;5?|a ? b | ≤ |a ||b | 5.平面向量数量积的运算律 交换律:a ? b = b ? a 数乘结合律:(λa )?b =λ(a ?b ) = a ?(λb ) 分配律:(a + b )?c = a ?c + b ?c 二、讲解新课: ⒈ 平面两向量数量积的坐标表示 已知两个非零向量),(11y x a =,),(22y x b =,试用a 和b 的坐标表示b a ?. C 1 9.6空间向量的夹角和距离公式 三维目标: 知识与技能: ⒈使学生知道如何建立空间直角坐标系,掌握向量的长度公式、 夹角公式、两点间距离公式、中点坐标公式,并会用这些公式 解决有关问题; ⒉使学生经历对从生活中如何抽象出数学模型的过程,从而提高 分析问题、解决问题的能力. 过程与方法: 通过采用启发探究、讲练结合、分组讨论等教学方法使学生在 积极活跃的思维过程中,从“懂”到“会”到“悟”. 情感、态度和价值观:⒈通过自主探究与合作交流的教学环节的设置,激发学生的学习 热情和求知欲,充分体现学生的主体地位; ⒉通过数形结合的思想和方法的应用,让学生感受和体会数学的 魅力,培养学生“做数学”的习惯和热情. 教学重点:夹角公式、距离公式. 教学难点:数学模型的建立. 关键: 将生活中的问题转化为数学问题,建立恰当的空间直角坐标系,正确写出空 间向量的坐标. 教具准备:多媒体投影,实物投影仪. 教学过程: (一) 创设情境,新课导入 2008年5月16日,南昌可以说是万人空巷,大家都把自己的爱国热情聚集在圣火的传递上,让我们值得骄傲的是火炬传递中的一站就是我们的南昌大学,其中途经我市雄伟而壮观的生米大桥,为记录传递过程,我校派了小记者在船上进行全景拍摄,出现了这么一个问题. 引例:在离江面高30米的大桥上,火炬手由东向西以2 m/s 的速度前进,小船以1 m/s 的速度由南向北匀速行驶,现在火炬手在桥上1D 点以东30米的1C 点处,小船在水平D 点以南方向30米的A 处(其中1D D ⊥水面) 求(1)6s 后火炬手与小船的距离? C 1 A 2 (2)此时的视线与开始时的视线所成角的余弦值? (不考虑火炬手与小船本身的大小). 今天我们从另一个角度来分析这个问题. 分析:建立数学模型 问题(1)转化为:如何求空间中两点间的距离? 问题(2)转化为:如何求空间中两条直线所成角的余弦值? 1、空间两点间的距离公式 111222(,,)(,,),A x y z B x y z 已知:,则 ()212121,,AB x x y y z z =--- (AB AB AB x =?= ,A B d =2、夹角公式 设()()111222,,,,,a x y z b x y z ==, 则,a OA b OB = = cos ,a b a b a b ?<>== (二)例题示范,形成技能 例1: 在离江面高30米的大桥上,火炬手由东向西以2 m/s 的速度前进,小船以1 m/s 的速度由南向北匀速行驶,现在火炬手在桥上1D 点以东30米的1C 点处,小船在水平D 点以南方向30米的A 处(其中1D D ⊥水面) 求(1)6s 后火炬手与小船的距离? (2)此时的视线与开始时的视线所成角的余弦值? (不考虑火炬手与小船本身的大小). 解:建立如图空间直角坐标系, x y z O 111(,,) A x y z 222(,,) B x y z a a b 向量公式汇总 平面向量 1、向量的加法 向量的加法满足平行四边形法则和三角形法则。 AB+BC=AC。 a+b=(x+x',y+y')。 a+0=0+a=a。 向量加法的运算律: 交换律:a+b=b+a; 结合律:(a+b)+c=a+(b+c)。 2、向量的减法 如果a、b是互为相反的向量,那么a=-b,b=-a,a+b=0. 0的反向量为0 AB-AC=CB. 即“共同起点,指向被减” a=(x,y) b=(x',y') 则 a-b=(x-x',y-y'). 3、数乘向量 实数λ和向量a的乘积是一个向量,记作λa,且∣λa∣=∣λ∣∣a∣。 当λ>0时,λa与a同方向; 当λ<0时,λa与a反方向; 当λ=0时,λa=0,方向任意。 当a=0时,对于任意实数λ,都有λa=0。 注:按定义知,如果λa=0,那么λ=0或a=0。 实数λ叫做向量a的系数,乘数向量λa的几何意义就是将表示向量a的有向线段伸长或压缩。 当∣λ∣>1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ>0)或反方向(λ<0)上伸长为原来的∣λ∣倍; 当∣λ∣<1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ>0)或反方向(λ<0)上缩短为原来的∣λ∣倍。 数与向量的乘法满足下面的运算律 结合律:(λa)b=λ(ab)=(aλb)。 向量对于数的分配律(第一分配律):(λ+μ)a=λa+μa. 数对于向量的分配律(第二分配律):λ(a+b)=λa+λb. 数乘向量的消去律:①如果实数λ≠0且λa=λb,那么a=b。②如果a≠0且λa=μa,那么λ=μ。 4、向量的的数量积 定义:已知两个非零向量a,b。作OA=a,OB=b,则角AOB称作向量a和向量b的夹角,记作〈a,b〉并规定0≤〈a,b〉≤π 定义:两个向量的数量积(内积、点积)是一个数量,记作ab。若a、b不共线,则ab=|a||b|cos〈a,b〉;若a、b共线,则ab=+-∣a∣∣b∣。 向量的数量积的坐标表示:ab=xx'+yy'。 向量的数量积的运算律 ab=ba(交换律); (λa)b=λ(ab)(关于数乘法的结合律); (a+b)c=ac+bc(分配律);向量公式大全
用向量法求二面角的平面角教案
苏教版数学高一《平面向量数量积的坐标表示、模、夹角》精品教案
全国高中数学优秀课评选:《9.6空间向量的夹角和距离公式》教学设计教案或说明
向量公式汇总
考点二 用空间向量求线面角