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向量法解线面角和二面角
三、例题
例1、
解:如图,以B为原点,,
则A(4,0,0),S(4,0,2),M(2,0,0),N(0,1,0)
例2、
五、向量法
向量法解立体几何中是一种十分简捷的也是非常传统的解法,可以说所有的立体几何题都可以用向量法求解,用向量法解立体几何题时,通常要建立空间直角坐标系,写出各点的坐标,然后将几何图中的线段写成用坐标法表示的向量,进行向量计算解题。
例4:(2009天津卷理)如图,在五面体ABCDEF中,FA 平面ABCD, AD//BC//FE,ABAD,M为EC的中点,AF=AB=BC=FE=AD
(I) 求异面直线BF与DE所成的角的大小;
(II) 证明平面AMD平面CDE;
求二面角A-CD-E的余弦值。
现在我们用向量法解答:如图所示,建立空间直角坐标系,以点为坐标原点。设依题意得
(I)
所以异面直线与所成的角的大小为.
(II)证明: ,
(III)
又由题设,平面的一个法向量为
练习5、(2008湖北)如图,在直三棱柱中,平面侧面.
(Ⅰ)求证:;
(Ⅱ)若直线与平面所成的角为,二面角的大小为,试判断与的大小关系,并予以证明.
分析:由已知条件可知:平面ABB1 A1⊥平面BCC1 B1⊥平面ABC于是很容易想到以B 点为空间坐标原点建立坐标系,并将相关线段写成用坐标表示的向量,先求出二面角的两个半平面的法向量,再利用两向量夹角公式求解。
(答案:,且)
总之,上述五种二面角求法中,前三种方法可以说是三种增添辅助线的一般规律,后两种是两种不同的解题技巧,考生可选择使用。
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