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1、课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练【课标要求课标要求】第第3课时课时 空间向量与空间角空间向量与空间角【核心扫描核心扫描】理解直理解直线与平面所成角的概念与平面所成角的概念能能够利用向量方法解决利用向量方法解决线线、线面、面面的面、面面的夹角角问题体会用空体会用空间向量解决立体几何向量解决立体几何问题的三步曲的三步曲向量法求解向量法求解线线、线面、面面的面、面面的夹角角(重点重点) )线线、线面、面面的面、面面的夹角与向量的角与向量的应用用(难点难点)12312课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练想一想想一想：当一条直线
2、：当一条直线l与一个平面与一个平面的夹角为的夹角为0时，这条直时，这条直线一定在平面内吗？线一定在平面内吗？提示提示不一定，这条直线还可能与平面平行不一定，这条直线还可能与平面平行自学导引自学导引投影投影夹角角0课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练空间中的角空间中的角角的分角的分类向量求法向量求法范范围异面直异面直线所成的角所成的角设两异面直两异面直线所成的角所成的角为，它，它们的方的方向向量分向向量分别为a，b，则cos _直直线与平与平面所成的面所成的角角设直直线l与平面与平面所成的角所成的角为，l的方向的方向向量向量为a，平面，平面的法向量的法向量为n
3、，则sin _二面角二面角设二面角二面角l的平面角的平面角为，平面，平面、的法向量的法向量为n1，n2，则|cos |_0，|cosa，b|2|cosa，n|cosn1，n2|课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练试一试试一试：若二面角：若二面角 l 的两个半平面的法向量分别为的两个半平面的法向量分别为n1，n2，试判断二面角的平面角与两法向量夹角，试判断二面角的平面角与两法向量夹角n1，n2的关系的关系提示提示相等或互补相等或互补课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练两异面直线所成角的求法两异面直线所成角的求法(1)平移法：
4、即通过平移其中一条平移法：即通过平移其中一条(也可两条同时平移也可两条同时平移)，使，使它们转化为两条相交直线，然后通过解三角形获解它们转化为两条相交直线，然后通过解三角形获解1直线与平面所成角的求法直线与平面所成角的求法(1)几何法：找出斜几何法：找出斜线在平面上的射影，在平面上的射影，则斜斜线与射影所成与射影所成角就是角就是线面角，可通面角，可通过解由斜解由斜线段、垂段、垂线段和射影段和射影线段构段构成的直角三角形成的直角三角形获解解2课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练二面角的求法二面角的求法(1)几何法：作出二面角的平面角，然后通过解三角形获解几何法
5、：作出二面角的平面角，然后通过解三角形获解(2)向量法：设二面角向量法：设二面角 l的两个半平面的法向量分别为的两个半平面的法向量分别为n1，n2.当平面当平面、的法向量与的法向量与、的关系如图所示时，二面角的关系如图所示时，二面角 l 的平面角即为两法向量的平面角即为两法向量n1，n2的夹角的夹角n1，n23课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练当平面当平面、的法向量与的法向量与、的关系如的关系如图所示所示时，二面角，二面角 l 的平面角与两法向量的平面角与两法向量n1，n2的的夹角角n1，n2互互补课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训
6、练活页规范训练题型一求异面直线的夹角题型一求异面直线的夹角 【例例1】规律方法规律方法 在解决立体几何中两异面直线所成角问题时，若在解决立体几何中两异面直线所成角问题时，若能构建空间直角坐标系，则建立空间直角坐标系，利用向量法求解能构建空间直角坐标系，则建立空间直角坐标系，利用向量法求解但应用向量法时一定要注意向量所成的角与异面直线所成角的区别但应用向量法时一定要注意向量所成的角与异面直线所成角的区别课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练 四棱四棱锥PABCD中，中，PD平面平面ABCD，PA与平面与平面ABCD所成的角所成的角为60，在四，在四边形形ABCD
7、中，中，ADCDAB90，AB4，CD1，AD2.(1)建立适当的坐建立适当的坐标系，并写出点系，并写出点B、P的坐的坐标；(2)求异面直求异面直线PA与与BC所成的角的余弦所成的角的余弦值【变式变式1】解解(1)如如图，建立空，建立空间直角坐直角坐标系系ADCDAB90，AB4，CD1，AD2.A(2，0，0)，C(0，1，0)，B(2，4，0)由由PD平面平面ABCD，得，得课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练 思路探索思路探索 利用正三棱柱的性质，建立适当的空间直角利用正三棱柱的性
8、质，建立适当的空间直角坐标系，写出有关点的坐标求角时有两种思路：一是由坐标系，写出有关点的坐标求角时有两种思路：一是由定义找出线面角，取定义找出线面角，取A1B1的中点的中点M，连结，连结C1M，证明，证明C1AM是是AC1与平面与平面A1ABB1所成的角；另一种是利用平所成的角；另一种是利用平面面A1ABB1的法向量的法向量n(，x，y)求解求解题型二求线面角题型二求线面角【例例2】课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练规律方法规律方法 用向量法求线面角的一般步骤是：先利用图形的用向量法求线面角的一般步骤是：先利用图形的几何特征建立适当的空间直角坐标系，再用
9、向量有关知识求几何特征建立适当的空间直角坐标系，再用向量有关知识求解线面角法二给出了用向量法求线面角的常用方法，即先解线面角法二给出了用向量法求线面角的常用方法，即先求平面法向量与斜线夹角，再进行换算求平面法向量与斜线夹角，再进行换算课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练【变式变式2】课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练 如如图所示，正三棱柱所示，正三棱柱ABCA1B1C1的所有棱的
10、所有棱长都都为2，D为CC1的中点，求的中点，求二面角二面角AA1DB的余弦的余弦值题型三二面角的求法题型三二面角的求法【例例3】课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练 规范解答规范解答如图所示，取如图所示，取BC中点中点O，连，连结结AO.因为因为ABC是正三角形，所以是正三角形，所以AOBC，因为在正三棱柱，因为在正三棱柱ABC A1B1C1中，平面中，平面ABC平面平面BCC1B1，所，所以以AO平面平面BCC1B1.课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规
11、范训练【题后反思题后反思】 几何法求二面角，往往需要作出其平面角，这几何法求二面角，往往需要作出其平面角，这是该方法的一大难点而用向量法求解二面角，无需作出二是该方法的一大难点而用向量法求解二面角，无需作出二面角的平面角，只需求出平面的法向量，转化为两直线面角的平面角，只需求出平面的法向量，转化为两直线(或两或两向量向量)所成的角，通过向量的数量积运算即可获解，体现了空所成的角，通过向量的数量积运算即可获解，体现了空间向量的巨大优越性间向量的巨大优越性课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练【变式变式3】课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训
12、练活页规范训练课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练 空空间向量的具体向量的具体应用主要体用主要体现为两种方法两种方法向量法向量法和坐和坐标法法这两种方法的思想都是利用空两种方法的思想都是利用空间向量表示立体向量表示立体图形中的点、形中的点、线、面等元素，建立立体、面等元素，建立立体图形和空形和空间向量之向量之间的的联系，然后系，然后进行空行空间向量的运算，最后把运算向量的运算，最后把运算结果回果回归到几何到几何结论这样就把立体几何就把立体几何问题转化化为空空间向量来向量来研究，体研究，体现了化了化归与与转化思想化思想 方法技巧化归与转化思想解决立体几何问题方
13、法技巧化归与转化思想解决立体几何问题课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练(1)证明：直明：直线MN平面平面OCD；(2)求异面直求异面直线AB与与MD所成角的大小所成角的大小思路分析思路分析 建系建系求相关点坐标求相关点坐标求相关向量坐标求相关向量坐标向量向量运算运算结论结论解解作作APCD于点于点P，分，分别以以AB，AP，AO所在的直所在的直线为x，y，z轴建立空建立空间直角坐直角坐标系系Axyz，如，如图所示，所示，【示示例例】课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练课前探究学习课前探究学习课堂讲练互动课堂讲练互动活页规范训练活页规范训练
