;第六讲空间的角与距离;知识梳理·双基自测;知识梳理·双基自测;知识点一两条异面直线所成角的求法
设两条异面直线a,b的方向向量分别为a,b,其夹角为θ,则cosφ
=|cosθ|=______(其中φ为异面直线a,b所成的角).
知识点二直线和平面所成角的求法
如图所示,设直线l的方向向量为e,平面α的法向量为n,直线l与平
面α所成的角为φ,向量e与n的夹角为θ,则有sinφ=|cosθ|=______.;知识点三求二面角的大小
1.如图①,AB,CD分别是二面角α-l-β的两个面内与棱l垂直的直线,则二面角的大小θ=____________.
2.如图②③,n1,n2分别是二面角α-l-β的两个半平面α,β的法
向量,则二面角的大小θ满足|cosθ|=_______,二面角的平面角大小是向量n1与n2的夹角(或其补角).;知识点四利用空间向量求距离
1.点到直线的距离;2.点到平面的距离;归纳拓展;双基自测
题组一走出误区
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)两直线的方向向量所成的角就是两条直线所成的角.()
(2)直线的方向向量和平面的法向量所成的角就是直线与平面所成的角.()
(3)两个平面的法向量所成的角是这两个平面所成的角.()
(4)若空间向量a平行于平面α,则a所在直线与平面α平行.()
[答案](1)×(2)×(3)×(4)×;题组二走进教材
2.(选择性必修1P20例2)如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,O是底面正方形ABCD的中心,M是D1D的中点,N是A1B1的中点,则直线ON,AM所成的角是________.;3.(选择性必修1P44T13)正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,E为CD的中点,则点D1到平面AEC1的距离为________,AD1与平面AEC1所成角的余弦值为________.;题组三走向高考
4.(2022·全国乙卷)如图,四面体ABCD中,
AD⊥CD,AD=CD,∠ADB=∠BDC,E为AC的
中点.
(1)证明:平面BED⊥平面ACD;
(2)设AB=BD=2,∠ACB=60°,点F在BD上,当△AFC的面积最小时,求CF与平面ABD所成的角的正弦值.;[解析](1)证明:因为AD=CD,E为AC的中点,
所以AC⊥DE;
在△ABD和△CBD中,
因为AD=CD,∠ADB=∠CDB,DB=DB,
所以△ABD≌△CBD,所以AB=CB,
又因为E为AC的中点,所以AC⊥BE;
又因为DE,BE?平面BED,DE???BE=E,
所以AC⊥平面BED,
因为AC?平面ACD,
所以平面BED⊥平面ACD.;第一课时空间的角和距离问题;考点突破·互动探究;空间的距离——师生共研;2.(2024·河南摸底(节选))如图,已知正方形ABCD是圆柱OO1的轴截面(经过旋转轴的截面),点E在底面圆周上,AB=5,AE=4,点F是CE的中点.求点B到平面ACE的距离.;解法三:向量法
∵线段AB是圆O的直径,∴AE⊥BE,
以点E为坐标原点,EB,EA所在直线分别为
x轴,y轴建立如图所示的空间直角坐标系,;[引申]本例2中点C到平面ABF的距离为________.;名师点拨:
1.向量法求点到直线距离的步骤
(1)根据图形求出直线的单位方向向量v.;2.求点到平面距离常用的方法
(1)定义法:通过求点P到平面垂线段的长求得点到平面的距离,而找(或作)垂线段先要找(或作)过点P的已知平面的垂面,再找(或作)它们交线的垂线.
(2)平行转移法:即通过线面平行或面面平行,转化为其他点到平面的距离.;【变式训练】
(2024·陕西商洛部分学校联考)如图,在直三棱柱
ABC-A1B1C1中,AC=2BC=CC1=2,D,E,F分别
是棱A1C1,BC,AC的中点,∠ACB=60°.
求点F到平面ABD的距离.;解法二:向量法
由解法一易知BA、BC、BB1两两垂直.
如图建立空间直角坐标系,;空间的角——多维探究;[答案]A;[引申]本例中若H为PC的中点,则BH与PA所成角的余弦值为________.;名师点拨:
1.求异面直线所成角的思路
(1)选好基底或建立空间直角坐标系;
(2)求出两直线的方向向量v1,v2;;2.两异面直线所成角的关注点;角度2线面角;[解析](1)证明:∵A1C⊥底面ABC,
∴A1C⊥AC,A1C⊥BC.
又∠ACB=90°,
∴A1C、AC、BC两两垂直,
∴BC⊥平面ACC1A1.
又BC?平面BCC1B1,
∴平面BCC1B1⊥平面ACC1A1.
又A1到平面BCC1B1的距离为1,AA1∥CC1,
∴A1到CC1的距离等于C到A