2021届高考数学一轮复习第8章立体几何第7节立体几何中的向量方法课时跟踪检测理含解析202102031140
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立体几何中的向量方法是高中数学中的重要概念,特别是在解决空间几何问题时极其关键。向量方法通过引入向量的概念,使得对空间图形的理解和计算变得更加直观和便捷。以下是关于这个主题的一些详细知识点: 1. **向量的定义与性质**: 向量是一种既有方向又有大小的量,通常用箭头表示。向量的基本运算包括加法、减法以及数乘。在立体几何中,向量可以用来表示空间中点的位置关系,以及线段的长度和方向。 2. **平面法向量**: 平面的法向量是指垂直于该平面的非零向量。若向量n是平面的法向量,那么任何在平面上的向量a与n的点积为零,即n·a=0。这在证明两个平面垂直时非常有用。 3. **向量的垂直与平行关系**: 如果两个向量的点积为零,那么它们互相垂直。如果两个向量是平行的,那么它们在三维空间中可以找到相同的缩放比例,使得一个向量是另一个的倍数。 4. **空间角的求解**: 使用向量方法可以方便地求解空间中的二面角和线面角。通过找出相关的法向量,计算它们之间的夹角余弦值,然后可以得到角的正弦、余弦或大小。 5. **空间坐标系**: 为了进行向量运算,常常会建立空间直角坐标系。在给定的坐标系中,可以将点和向量用坐标表示,从而进行向量运算。 6. **几何体的性质**: 在立体几何中,如长方体、正方体等,可以利用向量来证明线段的平行、垂直关系,以及计算长度和角度。例如题目中提到的长方体ABCD-A1B1C1D1,通过向量可以证明BE垂直于平面EB1C1,并计算出二面角B-EC-C1的正弦值。 7. **平行四边形与中点**: 平行四边形的性质在解决几何问题时也有重要作用。例如,如果E和F分别是PC和AB的中点,且EF与平面PCD垂直,那么可以通过证明EF平行于某条边来推断出四边形的形状,进而求解线面角。 8. **平面的垂直性**: 如题目中所展示的,证明两个平面垂直的关键在于找到一个平面的法向量,并证明它垂直于另一个平面的法向量。 通过以上知识点的应用,我们可以解决诸如证明线面垂直、计算空间角等问题。在高考复习中,理解和掌握这些概念对于解决立体几何题目至关重要。通过练习题和课件,学生可以巩固理论知识,提高解题能力。
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