专题四 第三讲 空间角
一、选择题
1．(2011·泰安模拟)已知正四棱锥S －ABCD 的侧棱长与底面边长都相等，E 是SB 的中点，则AE 、SD 所成角的余弦值为( )
A.13
B.23
C.3
3 D.23
解析：连接AC 、BD 交于O ，则EO ∥SD ，
∴∠AEO 为异面直线SD 与AE 所成角．
设AB ＝a ，则EO ＝a 2
， AO ＝22a ，AE ＝32
a ， ∴cos ∠AEO ＝
33. 答案：C
2．(2011·辽宁高考)如图，四棱锥S －ABCD 的底面为正方形，SD
⊥底面ABCD ，则下列结论中不．
正确的是( ) A ．AC ⊥SB
B ．AB ∥平面SCD
C ．SA 与平面SB
D 所成的角等于SC 与平面SBD 所成的角
D ．AB 与SC 所成的角等于DC 与SA 所成的角
解析：选项A 正确，因为SD 垂直于平面ABCD ，而AC 在平面ABCD 中，所以AC 垂直于SD ；再由ABCD 为正方形，所以AC 垂直于BD ；而BD 与SD 相交，所以，AC 垂直于平面SBD ，进而垂直于SB .
选项B 正确，因为AB 平行于CD ，而CD 在平面SCD 内，AB 不在平面SCD 内，所以AB 平行于平面SCD .
选项C 正确，设AC 与BD 的交点为O ，连接SO ，则SA 与平面SBD 所成的角就是∠ASO ，SC 与平面SBD 所成的角就是∠CSO ，易知这两个角相等．
选项D 错误，AB 与SC 所成的角等于∠SCD ，而DC 与SA 所成的角是∠SAB ，这两个角不相等．
答案：D
3．(2011·东北三校联考)已知三棱锥底面是边长为1的正三角形，侧棱长均为2，则侧
棱与底面所成角的余弦值为( ) A.
32 B.12 C.33 D.36
解析：画出三棱锥S －ABC (如图)，作SO ⊥底面ABC ，连接AO 、
SO ，易知侧棱与底面所成的角即为∠SAO ，由题意易得三棱锥S －
ABC 为正三棱锥，所以AO ＝33
， 因为SA ＝2，所以cos ∠SAO ＝
36. 答案：D
4．(2011·宝鸡模拟)已知正四面体A －BCD ，设异面直线AB 与CD 所成的角为α，侧棱AB 与底面BCD 所成的角为β，侧面ABC 与底面BCD 所成的角为γ，则( )
A ．α＞β＞γ
B ．α＞γ＞β
C ．β＞α＞γ
D ．γ＞β＞α
解析：如图，取底面BCD 的中心为点O ，连接AO ，BO ，易知∠
ABO ＝β，取BC 的中点E ，连接AE 、OE ，易知∠AEO ＝γ，易知0
＜β＜γ＜π2
，延长BO 交CD 于F ，则BF ⊥CD ，又AO ⊥CD ， ∴CD ⊥平面ABF ，∴CD ⊥AB ，即α＝π2
，∴α＞γ＞β. 答案：B
二、填空题
5．(2011·全国卷)已知正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，E 为C 1D 1的中点，则异面直线AE 与BC 所成角的余弦值为________．
解析：取A 1B 1的中点F ，连接EF ，FA ，
则有EF ∥B 1C 1∥BC ，∠AEF 即是直线AE 与BC 所成的角或
其补角．设正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1的棱长为2a ，
则有EF ＝2a ， AF ＝(2a )2＋a 2＝5a ， AE ＝(2a )2＋(2a )2＋a 2＝3a .
在△AEF 中，cos ∠AEF ＝AE 2＋EF 2－AF 2
2AE ·EF
＝9a 2＋4a 2－5a 22×3a ×2a
＝23. 因此，异面直线AE 与BC 所成的角的余弦值是23
. 答案：23
6．已知点O 在二面角α－AB －β的棱上，点P 在α内，且∠POB ＝45°.若对于β内异于O 的任意一点Q ，都有∠POQ ≥45°，则二面角α－AB －β的大小是__________．
解析：由已知∠POB 是PO 和平面β所成角中的最小角．
由最小角定理，∠POB 是PO 和面β所成的角．
即MO 是PO 在β内的射影，故α⊥β.
即二面角α－AB －β大小为90°.
答案：90°
7．(2011·全国卷)已知点E 、F 分别在正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1的棱BB 1、CC 1上，且B 1E ＝2EB ，CF ＝2FC 1，则面AEF 与面ABC 所成的二面角的正切值等于________．
解析：设面AEF 与面ABC 所成的二面角为θ，正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1的棱长为3，则△AEF 在面ABC 上的射影是△ABC .
在△AEF 中，AE ＝32＋12＝10，
AF ＝(32)2＋22＝22，
EF ＝(2－1)2＋32＝10，
△AEF 的面积等于
12× 22× (10)2－(1222)2＝3112
， 而△ABC 的面积等于12×32＝92
， 因此有cos θ＝S △ABC S △AEF ＝311
， sin θ＝1－cos 2θ＝211
，tan θ＝sin θcos θ＝23， 即面AEF 与面ABC 所成的二面角的正切值是
23. 答案：23
三、解答题
8．如图，在四棱锥S －ABCD 中，底面ABCD 为正方形，侧棱
SD ⊥底面ABCD ，E 、F 分别为AB 、SC 的中点．
(1)证明：EF ∥平面SAD ；
(2)设SD ＝2CD ，求二面角A －EF －D 的余弦值．
解：(1)证明：作FG ∥DC 交SD 于点G ，
则G 为SD 的中点．
连接AG ，FG 綊12
CD ， 又CD 綊AB ，E 为AB 的中点，
故GF 綊AE ，四边形AEFG 为平行四边形．
所以EF ∥AG .又AG ?平面SAD ，EF ?平面SAD .
所以EF ∥平面SAD .
(2)不妨设DC ＝2，则SD ＝4，DG ＝2，△ADG 为等腰直角三
角形，取AG 中点H ，连接DH ，
则DH ⊥AG ，DH ⊥EF ，
DH ＝ 2.
取EF 中点M ，连接MH ，则HM 綊AE ，∴HM ⊥EF . 连接DM ，则DM ⊥EF .
故∠DMH 为二面角A －EF －D 的平面角．
tan ∠DMH ＝DH HM ＝21＝2，cos ∠DMH ＝33
， ∴二面角A －EF －D 的余弦值为33
.
9．(2011·合肥模拟)如图，正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，E 为棱C 1D 1上的动点，F 为棱BC 的中点．
(1)求证：AE ⊥DA 1；
(2)求直线DF 与平面A 1B 1CD 所成角的正弦值；
(2)若E 为C 1D 1的中点，在线段AA 1上求一点G ，使得直线AE ⊥平面DFG . 解：(1)证明：连接AD 1，依题意可知AD 1⊥A 1D ，
又C 1D 1⊥平面ADD 1A 1，
∴C 1D 1⊥A 1D ，
又C 1D 1∩AD 1＝D 1，
∴A 1D ⊥平面ABC 1D 1.
∴AE ⊥A 1D .
(2)设正方体的棱长为2，取CC 1的中点M ，连接FM 交CB 1于O 点，连接DO ，则FO ＝22
，连接BC 1， 易证BC 1⊥平面A 1B 1CD .又FM ∥BC 1，
∴FM ⊥平面A 1B 1CD .
则∠FDO 为直线DF 与平面A 1B 1CD 所成的角，
∴sin ∠FDO ＝FO DF ＝2
25＝1010
.
(3)所求G 点即为A 1点，证明如下：
由(1)可知AE ⊥DA 1，取CD 中点H ，连接AH ，EH ，由DF ⊥AH ，DF ⊥EH ，AH ∩EH ＝H ，
可证得DF ⊥平面AHE ，
∴DF ⊥AE ，
又DF ∩A 1D ＝D ，∴AE ⊥平面DFA 1，
即AE ⊥平面DFG .
10．(2011·山东济南)已知矩形ABCD 与正三角形AED 所在的平面互相垂直，M 、N 分别为棱BE 、AD 的中点，AB ＝1，AD ＝2，
(1)证明：直线AM ∥平面NEC ；
(2)求二面角N －CE －D 的余弦值．
解：(1)证明：取EC 的中点F ，连接FM ，FN ，
则FM ∥BC ，FM ＝12BC ，AN ∥BC ，AN ＝12
BC ， 所以FM ∥AN 且FM ＝AN ，
所以四边形AMFN 为平行四边形，
所以AM ∥NF ，
因为AM ?平面NEC ，NF ?平面NEC ，
所以直线AM ∥平面NEC .
(2)由题设知平面ABCD ⊥平面ADE ，CD ⊥AD ，
∴CD ⊥平面ADE .
又∵CD ?平面CDE ，
作NH⊥DE于H，
则NH⊥平面CDE，
作HO⊥EC于O，
连接NO，
由三垂线定理可知NO⊥CE，
∴∠HON就是二面角N－CE－D的平面角．
在正△ADE中，可得NH＝
3 2，
在Rt△EDC中，可得OH＝35 10，
故在Rt△NHO中，tan∠HON＝NH
OH＝
15
3.
最新空间直角坐标系专题学案(含答案解析)
第九讲 空间直角坐标系 时间： 年 月 日 刘老师 学生签名： 一、 兴趣导入 二、 学前测试 要点考向1：利用空间向量证明空间位置关系 考情聚焦：1．平行与垂直是空间关系中最重要的位置关系，也是每年的必考内容，利用空间向量判断空间位置关系更是近几年高考题的新亮点。 2．题型灵活多样，难度为中档题，且常考常新。 考向链接：1．空间中线面的平行与垂直是立体几何中经常考查的一个重要内容，一方面考查学生的空间想象能力和逻辑推理能力；另一个方面考查“向量法”的应用。 2．空间中线面的平行与垂直的证明有两个思路：一是利用相应的判定定理和性质定理去解决；二是利用空间向量来论证。 例1：如图，在多面体ABCDEF 中，四边形ABCD 是正方形，EF ∥AB ，EF FB ⊥，2AB EF =， 90BFC ∠=?，BF FC =，H 为BC 的中点。 (1)求证：FH ∥平面EDB ； (2)求证：AC ⊥平面EDB ； (3)求二面角B DE C --的大小。 【命题立意】本题主要考查了空间几何体的线面平行、线面垂直的证明、二面角的求解的问题，考查了考生的空间想象能力、推理论证能力和运算求解能力。 【思路点拨】可以采用综合法证明，亦可采用向量法证明。 【规范解答】 E F B C D H G X Y Z
,,//,,,,,,,. ABCD AB BC EF FB EF AB AB FB BC FB B AB FBC AB FH BF FC H BC FH BC AB BC B FH ABC ∴⊥⊥∴⊥=∴⊥∴⊥=∴⊥=∴⊥Q Q I I 四边形为正方形，又且，平面又为中点，且平面 H HB GH HF u u u r u u u r u u u r 如图，以为坐标原点，分别以、、的方向为x 轴、y 轴、z 轴的正方向建立坐标系， 1,(1,2,0),(1,0,0),(1,0,0),(1,2,0),(0,1,1),(0,0,1).BH A B C D E F =-----令则 (1) (0,0,1), (0,0,1),////HF HF GE HF HF ∴==∴??∴u u r u u u r u u r u u u r Q 设AC 与BD 的交点为G ，连接GE 、GH,则G （0,-1,0），GE 又GE 平面EDB,平面EDB,平面EDB (2) (2,2,0),(0,0,1),0,. AC AC AC AC AC =-=∴=∴⊥⊥∴⊥u u u r u u r u u u r u u r Q g I GE GE GE 又BD,且GE BD=G ，平面EBD. (3) 1111111(1,,),(1,1,1),(2,2,0). 010,10,220011,0y z BE BD BE y z y z y BD ==--=--?=--+=??=-=??--==? ??∴=-u u r u u u r u u u r Q u u u r u u r g u u u r u u r g u u r 1111设平面BDE 的法向量为n n 由即，得，n n （，） 2222222(1,,),(0,2,0),(1,1,1). 00,01,10010,-1y z CD CE CD y y z y z CE ==-=-?==??==-??-+==? ??∴=u u r u u u r u u u r Q u u u r u u r g u u u r u u r g u u r 2222设平面CDE 的法向量为n n 由即，得，n n （，） 121212121 cos ,,2||||,60,n n n n n n n n ∴<>===∴<>=o o u r u u r u r u u r g u r u u r u r u u r 即二面角B-DE-C 为60。 【方法技巧】1、证明线面平行通常转化为证明直线与平面内的一条直线平行； 2、证明线面垂直通常转化为证明直线与平面内的两条相交直线垂直； 3、确定二面角的大小，可以先构造二面角的平面角，然后转化到一个合适的三角形中进行求解。 4、以上立体几何中的常见问题，也可以采用向量法建立空间直角坐标系，转化为向量问
高考数学分类专题复习之2425空间角与距离
O a b 600 第二十四、二十五讲 空间角与距离 ★★★高考在考什么 【考题回放】 1．如图，直线a 、b 相交与点O 且a 、b 成600 ，过点O 与a 、b 都成600角的直线有（ C ） A ．1 条 B ．2条 C ．3条 D ．4条 2．（江苏?理）正三棱锥P-ABC 高为2，侧棱与底面所成角为45，则点A 到侧面PBC 的距离是（ B ） A ．54 B ．56 C ．6 D ．64 3．（全国Ⅰ?理）如图，正四棱柱1111D C B A ABCD -中，AB AA 21=，则异面直线11AD B A 与所成角的余弦值为（ D ） A ．51 B ．52 C ．53 D ．54 4．已知正四棱锥的体积为12，底面对角线的长为26，则侧面与底面所成的二面角等于 3 π ． 5．（四川?理）如图，在正三棱柱ABC-A1B1C1中，侧棱长为2，底面三角形的边长为1，则BC 1与侧面 ACC 1A 1所成的角是 6π ． 6．在棱长为a 的正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1， E 、F 分别为BC 与A 1D 1的中点， (1) 求直线A 1C 与DE 所成的角； (2) 求直线AD 与平面B 1EDF 所成的角； (3) 求面B 1EDF 与 面ABCD 所成的角。 【专家解答】 (1)如图，在平面ABCD 内，过C 作CP//DE 交直 线AD 于P ，则CP A 1∠（或补角）为异面直线A 1C 与 DE 所成的角。在ΔCP A 1中，易得 a P A a DE CP a C A 2 13 ,25,311== ==，由余弦定理得1515cos 1=∠CP A 。 故异面直线A 1C 与DE 所成的角为15 15 arccos 。 （2）ADF ADE ∠=∠ ， ∴AD 在面B 1EDF 内的射影在∠EDF 的平分线上。而B 1EDF 是菱形，∴DB 1 为∠EDF 的平分线。故直线 AD 与面B 1EDF 所成的角为∠ADB 1．在RtΔB 1AD 中， ,3,2,11a D B a AB a AD ===则3 3cos 1= ∠ADB 。 故直线AD 与平面B 1EDF 所成的角为3 3arccos 。 （3）连结EF 、B 1D ，交于点O ，显然O 为B 1D 的中点，从而O 为正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1的中心，作OH⊥平面ABCD ，则H 为正方形ABCD 的中心。再作HM⊥DE，垂足为M ，连结OM ，则OM⊥DE（三垂线定理），故∠OMH 为二面角B 1-DE-A 的平面角。 在RtΔDOE 中,23,22a OD a OE ==a DE 2 5 =， 则由面积关系得a DE OE OD OM 1030 =?=。 在RtΔOHM 中6 30 sin = =∠OM OH OMH 。 O
空间几何中的角和距离的计算
1 空间角与距离的计算(1) 一 线线角 1.直三棱柱A 1B 1C 1-ABC,∠BCA=900,点D 1,F 1分别就是A 1B 1与A 1C 1的中点,若BC=CA=CC 1,求BD 1与AF 1所成角的余弦值. 2.在四棱锥P-ABCD 中,底面ABCD 就是直角梯形,∠BAD=900,AD ∥ BC,AB=BC=a,AD=2a,且PA ⊥面ABCD,PD 与底面成300角. (1)若AE ⊥PD,E 为垂足,求证:BE ⊥PD; (2)若AE ⊥PD,求异面直线AE 与CD 所成角的大小. 二.线面角 1.正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,E,F 分别为BB 1、CD 的中点,且正方体的棱 长为2. (1)求直线D 1F 与AB 与所成的角; (2)求D 1F 与平面AED 所成的角. 2.在三棱柱A 1B 1C 1-ABC 中,四边形AA 1B 1B 就是菱形,四边形BCC 1B 1就是矩形,C 1B 1⊥AB,AB=4,C 1B 1=3,∠ABB 1=600,求AC 1与平面BCC 1B 1所成角的大小 三.二面角 1.已知A 1B 1C 1-ABC 就是正三棱柱,D 就是AC 中点. (1)证明AB 1∥平面DBC 1; (2)设AB 1⊥BC 1,求以BC 1为棱,DBC 1与CBC 1为面的二面角的 大小. 2.ABCD 就是直角梯形,∠ABC=900,SA ⊥面 ABCD,SA=AB=BC=1,AD=0、5. (1)求面SCD 与面SBA 所成的二面角的大小; (2)求SC 与面ABCD 所成的角. 3.已知A 1B 1C 1-ABC 就是三棱柱,底面就是正三角形,∠A 1∠A 1AB=450,求二面角B —AA 1—C 的大小. 空间角与距离的计算(2) 四 空间距离计算 (点到点、异面直线间距离) 1、在棱长为a 的正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,P 就是BC 的中点交AC 于M,B 1P 交BC 1于N. (1)求证:MN 上异面直线AC 与BC 1的公垂线; (2)求异面直线AC 与BC 1间的距离. (点到线,点到面的距离) 2.点P 为矩形 ABCD 所在平面外一点,PA ⊥面ABCD,Q 为线段AP 的中点,AB=3,CB=4,PA=2,求: (1)点Q 到直线BD 的距离; (2)点P 到平面BDQ 的距离. 3.边长为a 的菱形ABCD 中,∠ABC=600,PC ⊥平面 A B 11 C
届高三数学第二轮复习空间角与距离
空间角与距离 ★★★高考考什么 【考点透视】 异面直线所成角,直线与平面所成角,求二面角每年必考,作为解答题可能性最大. 【热点透析】 1．转化思想： ① ??⊥?⊥?⊥线线平行线面平行面面平行,线线线面面面 ② 将异面直线所成的角,直线与平面所成的角转化为平面角,然后解三角形 2．求角的三个步骤：一猜,二证,三算．猜是关键,在作线面角时,利用空间图形的平行,垂直,对称关系,猜斜线上一点或斜线本身的射影一定落在平面的某个地方,然后再证 3．二面角的平面角的主要作法：①定义 ②三垂线定义 ③ 垂面法 距离 【考点透视】 判断线线、线面、面面的平行与垂直，求点到平面的距离及多面体的体积。 【热点透析】 转化思想： ① ??⊥?⊥?⊥线线平行线面平行面面平行,线线线面面面 ； ② 异面直线间的距离转化为平行线面之间的距离， 平行线面、平行面面之间的距离转化为点与面的距离。 2．空间距离则主要是求点到面的距离主要方法： ①体积法； ②直接法,找出点在平面内的射影 ★★★高考将考什么 【范例1】（07北京?理?16题）如图，在Rt AOB △中， π 6OAB ∠= ，斜边4AB =．Rt AOC △可以通过Rt AOB △以直线AO 为轴旋转得到，且二面角B AO C --是直二面角．动点D 的斜边AB 上． （I ）求证：平面COD ⊥平面AOB ； （II ）当D 为AB 的中点时，求异面直线AO 与CD 所成角的大小； （III ）求CD 与平面AOB 所成角的最大值． 解法一： （I ）由题意，CO AO ⊥，BO AO ⊥， BOC ∴∠是二面角B AO C --是直二面角， 又二面角B AO C --是直二面角， CO BO ∴⊥，又AO BO O =， CO ∴⊥平面AOB ， 又CO ?平面COD ． ∴平面COD ⊥平面AOB ． （II ）作DE OB ⊥，垂足为E ，连结CE （如图），则DE AO ∥， CDE ∴∠是异面直线AO 与CD 所成的角． 在Rt COE △中，2CO BO ==，1 1 2OE BO ==， CE ∴== 又 12DE AO = =． ∴在Rt CDE △ 中， tan CE CDE DE ===．O C A D B E
空间几何中的角和距离的计算
空间角和距离的计算(1) 一 线线角 1．直三棱柱A 1B 1C 1-ABC ，∠BCA=900，点D 1，F 1分别是A 1B 1和A 1C 1的中点，若BC=CA=CC 1，求BD 1与AF 1所成角的余弦值． 2．在四棱锥P-ABCD 中，底面ABCD 是直角梯形，∠BAD=900，AD ∥BC ，AB=BC=a ，AD=2a ，且PA ⊥面ABCD ，PD 与底面成300角． （1）若AE ⊥PD ，E 为垂足，求证：BE ⊥PD ； （2）若AE ⊥PD ，求异面直线AE 与CD 所成角的大小． 二．线面角 1．正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中，E ，F 分别为BB 1、CD 的中点，且正方体的棱长为2． （1）求直线D 1F 和AB 和所成的角； （2）求D 1F 与平面AED 所成的角． F 1D 1B 1 C 1A 1 B A C A B C D P E C D E F D 1 C 1 B 1 A 1 A B
2．在三棱柱A 1B 1C 1-ABC 中，四边形AA 1B 1B 是菱形，四边形BCC 1B 1是矩形，C 1B 1⊥AB ，AB=4，C 1B 1=3，∠ABB 1=600，求AC 1与平面BCC 1B 1所成角的大小． 三．二面角 1．已知A 1B 1C 1-ABC 是正三棱柱，D 是AC 中点． （1）证明AB 1∥平面DBC 1； （2）设AB 1⊥BC 1，求以BC 1为棱，DBC 1与CBC 1为面的二面角的大小． 2．ABCD 是直角梯形，∠ABC=900，SA ⊥面ABCD ，SA=AB=BC=1，AD=0.5． （1）求面SCD 与面SBA 所成的二面角的大小； （2）求SC 与面ABCD 所成的角． 3．已知A 1B 1C 1-ABC 是三棱柱，底面是正三角形，∠A 1AC=600，∠A 1AB=450，求二面角B —AA 1—C 的大小． B 1 C 1 A 1 B A C D B 1 C 1 A 1B A C B A D C S B 1 C 1 B C A 1
空间角及空间距离的计算知识点
空间角及空间距离的计算 1.异面直线所成角：使异面直线平移后相交形成的夹角，通常在在两异面直线中的一条上取一点， 过该点作另一条直线平行线， 2. 斜线与平面成成的角：斜线与它在平面上的射影成的角。如图：PA 是平面α的一条斜线，A 为斜足，O 为垂足，OA 叫斜线PA 在平面α上射影，PAO ∠为线面角。 3.二面角：从一条直线出发的两个半平面形成的图形，如图为二面角l αβ--，二面角的大小 指的是二面角的平面角的大小。二面角的平面角分别在两个半平面内且角的两边与二面角的棱垂直 用二面角的平面角的定义求二面角的大小的关键点是： ①明确构成二面角两个半平面和棱； ②明确二面角的平面角是哪个？ 而要想明确二面角的平面角，关键是看该角的两边是否都和棱垂直。（求空间角的三个步骤是“一 找”、“二证”、“三计算”） 4.异面直线间的距离：指夹在两异面直线之间的公垂线段的长度。如图PQ 是两异面直线间的 距离 （异面直线的公垂线是唯一的，指与两异面直线垂直且相交的直线） 5. 点到平面的距离：指该点与它在平面上的射影的连线段的长度。 如图：O 为P 在平面α上的射影， 线段OP 的长度为点P 到平面α的距离 长方体的“一角” 模型 在三棱锥P ABC -中，,,PA PB PB PC PC PA ⊥⊥⊥，且,,PA a PB b PC c ===. ①以P 为公共点的三个面两两垂直； ③P 在底面ABC 的射影是△ABC 的垂心 ----,,l OA OB l OA l OB l AOB αβαβαβ??⊥⊥∠如图：在二面角中，O 棱上一点，，， 的平面角。 且则为二面角 a b ''??如图：直线a 与b 异面，b//b ，直线a 与直线b 的夹角为两异 面直线与所成的角，异面直线所成角取值范围是（0，90] 求法通常有：定义法和等体积法 等体积法：就是将点到平面的距离看成是 三棱锥的一个高。 如图在三棱锥V ABC -中有： S ABC A SBC B SAC C SAB V V V V ----=== C A
第12讲 空间中的夹角和距离
普通高中课程标准实验教科书—数学 [人教版] 高三新数学第一轮复习教案（讲座12）—空间中的夹角和距离 一．课标要求： 1．掌握两条直线所成的角和距离的概念及等角定理；（对于异面直线的距离，只要求会计算已给出公垂线时的距离）。 2．掌握点、直线到平面的距离，直线和平面所成的角； 3．掌握平行平面间的距离，会求二面角及其平面角； 二．要点精讲 1．距离 空间中的距离是立体几何的重要内容，其内容主要包括：点点距，点线距，点面距，线线距，线面距，面面距。其中重点是点点距、点线距、点面距以及两异面直线间的距离．因此，掌握点、线、面之间距离的概念，理解距离的垂直性和最近性，理解距离都指相应线段的长度，懂得几种距离之间的转化关系，所有这些都是十分重要的。 求距离的重点在点到平面的距离，直线到平面的距离和两个平面的距离可以转化成点到平面的距离，一个点到平面的距离也可以转化成另外一个点到这个平面的距离。 （1）两条异面直线的距离 两条异面直线的公垂线在这两条异面直线间的线段的长度，叫做两条异面直线的距离；求法：如果知道两条异面直线的公垂线，那么就转化成求公垂线段的长度。 （2）点到平面的距离 平面外一点P 在该平面上的射影为P ′，则线段PP ′的长度就是点到平面的距离；求法：○1“一找二证三求”，三步都必须要清楚地写出来。○2等体积法。 （3）直线与平面的距离：一条直线和一个平面平行，这条直线上任意一点到平面的距离，叫做这条直线和平面的距离； （4）平行平面间的距离：两个平行平面的公垂线段的长度，叫做两个平行平面的距离。 求距离的一般方法和步骤：应用各种距离之间的转化关系和“平行移动”的思想方法，把所求的距离转化为点点距、点线距或点面距求之，其一般步骤是：①找出或作出表示有关距离的线段；②证明它符合定义；③归到解某个三角形．若表示距离的线段不容易找出或作出，可用体积等积法计算求之。异面直线上两点间距离公式，如果两条异面直线a 、b 所成的角为 ，它们的公垂线AA ′的长度为d ，在a 上有线段A ′E ＝m ，b 上有线段AF ＝n ，那么EF ＝θcos 2222mn n m d ±++（“±”符号由实际情况选定） 2．夹角 空间中的各种角包括异面直线所成的角，直线与平面所成的角和二面角，要理解各种角的概念定义和取值范围，其范围依次为(0°，90°]、[0°，90°]和[0°，180°]。 （1）两条异面直线所成的角 求法：○1先通过其中一条直线或者两条直线的平移，找出这两条异面直线所成的角，然后通过解三角形去求得；○2通过两条异面直线的方向量所成的角来求得，但是注意到异面直线所成角得范围是]2 , 0(π ，向量所成的角范围是 ],0[π，如果求出的是钝角，要注意转化成相应的锐角。 （2）直线和平面所成的角
高考数学专题复习立体几何专题空间角
立体几何专题：空间角 第一节：异面直线所成的角 一、基础知识 1.定义： 直线a 、b 是异面直线，经过空间一交o ，分别a ?//a ，b ?//b ，相交直线a ?b ?所成的锐角（或直 角）叫做 。 2.范围： ?? ? ??∈2,0πθ 3.方法： 平移法、问量法、三线角公式 （1）平移法：在图中选一个恰当的点（通常是线段端点或中点）作a 、b 的平行线，构造一个三角形，并解三角形求角。 （2）向量法： 可适当选取异面直线上的方向向量，利用公式b a = ><=,cos cos θ 求出来 方法1：利用向量计算。选取一组基向量，分别算出 b a ? 代入上式 方法2：利用向量坐标计算，建系，确定直线上某两点坐标进而求出方向向量 ),,(111z y x a = ),,(222z y x b =2 2 22222 1 2 12 12 12121cos z y x z y x z z y y x x ++++++= ∴θ （3）三线角公式 用于求线面角和线线角 斜线和平面内的直线与斜线的射影所成角的余弦之积等于斜线和平面内的直线所成角的余弦 即：θθθcos cos cos 2 1= 二、例题讲练 例1、（2007年全国高考）如图，正四棱柱 1111ABCD A B C D -中， 12AA AB =，则异面直线1A B 与1AD 所成角的余弦值为 例2、在长方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中，已知AB=a ，BC=)(b a b >,AA 1= c ，求异面直线D 1B 和AC 所成 的角的余弦值。 方法一：过B 点作 AC 的平行线（补形平移法） A B 1 B 1 A 1D 1 C C D
必修2空间角和空间距离(理科)
空间角和空间距离 空间角 (1)两条异面直线所成的角： 两条异面直线a、b，经过空间任意一点O作直线c∥a，d∥b，我们把直线c和d所成的锐角（或直角）叫做异面直线a与b所成的角。 注意：①两条异面直线a，b所成的角的范围是（0°，90°]． ②两条异面直线所成的角与点O的选择位置无关，这可由前面所讲过的“等角定理”直接得出． ③由两条异面直线所成的角的定义可得出异面直线所成角的一般方法： (i)在空间任取一点，这个点通常是线段的中点或端点． (ii)分别作两条异面直线的平行线，这个过程通常采用平移的方法来实现．(iii)指出哪一个角为两条异面直线所成的角(锐角或直角)，这时我们要注意两条异面直线所成的角的范围． （2）直线与平面所成的角 1)直线与平面斜交时，直线与平面所成的角是指这条直线和它在平面上的射影所成的锐角． 2)直线与平面垂直时，直线与平面所成的角为． 3)直线与平面平行或在平面内时，直线与平面所成的角为． 显然，直线与平面所成的角的范围为． 4）求一条斜线和平面所成的角：做出这条斜线在平面内的射影，再确定斜线和射影所成角的大小即可。 斜线在平面内的射影：从斜线上除斜足外的任意一点向平面引垂线，过斜足和垂足的直线叫做斜线在这个平面内的射影，斜线上任意一点在平面内的射影一定在斜线的射影上。 （3）二面角 (1)二面角的定义 一条直线出发的二个半平面所形成的图形称为二面角，这条直线称为二面角的棱，二个半平面称为二面角的面． (2)二面角的平面角的定义：以二面角的棱上任意一点为端点，在两个面内分别作垂直于棱的两条射线，这两条射线所成的角，叫做二面角的平面角．注意：①二面角的平面角两边必须都与棱垂直． ②二面角的平面角的大小是由二面角的两个面的位置关系所确定的，与定义中棱上任一点的选择无关，也就是二面角的平面角不只一个，但这些平面角的大小是相等的． ③二面角的平面角的范围是，当两个半平面重合时，； 相交时；共面时．平面角是直角的二面角叫做直二面角． (3)二面角的平面角的确定与求法
立体几何中角度与距离求法
立体几何中角度距离的求法 一 空间向量及其运算 1 .空间向量的坐标表示及应用 (1)数量积的坐标运算 设a ＝(a 1，a 2，a 3)，b ＝(b 1，b 2，b 3)，则a·b ＝___________. (2)共线与垂直的坐标表示 设a ＝(a 1，a 2，a 3)，b ＝(b 1，b 2，b 3)，则a ∥b ?______________ a ⊥b ?__________?________________________(a ，b 均为非零向量). (3)模、夹角和距离公式 设a ＝(a 1，a 2，a 3)，b ＝(b 1，b 2，b 3)， 则|a |＝a·a ＝__________________， cos 〈a ，b 〉＝a·b |a||b|＝__________. 设A (a 1，b 1，c 1)，B (a 2，b 2，c 2)， 则d AB ＝|AB → |＝___________. 2.空间向量的数量积及运算律 (1)数量积及相关概念 ①两向量的夹角，已知两个非零向量a ，b ，在空间任取一点O ，作OA →＝a ，OB → ＝b ，则∠AOB 叫做向量a 与b 的夹角，记作____________，其范围是____________，若〈a ，b 〉＝π2，则 称a 与b __________，记作a ⊥b . ②两向量的数量积，已知空间两个非零向量a ，b ，则____________叫做向量a ，b 的数量积，记作__________，即__________________. (2)空间向量数量积的运算律①结合律：(λa )·b ＝____________； ②交换律：a·b ＝__________； ③分配律：a·(b ＋c )＝__________. 2.共线向量、共面向量定理和空间向量基本定理 (1)共线向量定理对空间任意两个向量a ，b (b ≠0)，a ∥b 的充要条件是 ________________________. 推论，如图所示，点P 在l 上的充要条件是：OP →＝OA → ＋t a ① 其中a 叫直线l 的方向向量，t ∈R ，在l 上取AB → ＝a ， 则①可化为OP →＝________或OP →＝(1－t )OA →＋tOB → . (2)共面向量定理的向量表达式：p ＝____________，其中x ，y ∈R ，a ，b 为不共线向量，推论的表达式为MP →＝xMA →＋yMB →或对空间任意一点O ，有OP →＝____________或OP →＝xOM → ＋yOA →＋zOB → ，其中x ＋y ＋z ＝______. (3)空间向量基本定理，如果三个向量a ，b ，c 不共面，那么对空间任一向量p ，存在有序实数组{x ，y ，z }，使得p ＝____________，把{a ，b ，c }叫做空间的一个基底.
综合法求空间角专题
D C B A C 1 B 1 D 1 A 1 教学过程 一、【历次错题讲解】 二、【基础知识梳理】 高考要求:空间角的计算在高考中通常有一道解答题，题目为中等难度，这是作为立体几何中重点考查的内容之一，解题时要注意计算与证明相结合． 知识与方法整理： 空间角 异面直线所成的 角 直线和平面所成的 角 二面角 定义 范围 图示 求空间角的一般步骤是：（一“作”；二“证”；三“求”） (1)找出或作出有关的图形（将空间角转化为平面上的角研究）； (2)证明此角为所求角； (3)计算。 三、【例题讲解】 （一）异面直线夹角问题 例1、（1）如图,正棱柱1111ABCD A B C D -中,12AA AB =,则异面直线1A B 与1AD 所成角的余弦值为 (2) 如图，在直三棱柱ABC －A 1B 1C 1中，∠BCA= 90，点D 1、 F 1分别是A 1B 1和A 1C 1的中点，若BC=CA=CC 1，求BD 1与AF 1所成的角 的余弦值_________ （3）如图，在棱长为a 的正方体1111D C B A ABCD -，E 分别为BC 的中点， 直线C A 1与DE 所成的角等于 小结：线线角抓平行线 要求异面直线夹角，关键是将两条直线平移到同一平面上，将空间角转化为平面角。 异面直线所成的角求法：①平移法 ②割补法 （二）线面夹角问题 O
(A)60O (B)45O (C) 90O (D)30O （2）在如图所示的几何体中，EA ⊥平面ABC ，DB ⊥平面ABC ，AC BC ⊥，且 2AC BC BD AE ===，M 是AB 的中点． （I ）求证：CM EM ⊥； （II ）求CM 与平面CDE 所成的角． 小结：线面角抓面垂线（定射影）要求直线与平面所成的角，关键是找到直线在此平面上的射影，为此，必须在这条直线上的某一点处作一条(或找一条)平面的垂线。 斜线与平面所成的角求法：定义法 （三）二面角问题 例3、（1）四边形ABCD 是正方形，P 是平面ABCD 外一点，且⊥PA 平面ABCD ，PA=AB=a ，则二面角D PC B --的大小为 。 （2）在二面角βα--l 的一个平面α内有一条直线AB ，它与棱的夹角为?45，AB 与平面β所成的角为?30，则二面角的大小为 ； （3）二面角βα--l 是锐角，空间一点P 到βα,和棱的距离分别是22，4和 24，则这个二面角的度数为（ ） A 、?30或?45 B 、?15或?75 C 、?30或?60 D 、?15或?60 （4）如图，△ABC 中,∠ABC= 30,PA⊥平面ABC,PC⊥BC ,PB 与平面ABC 成45°角，①求证：平面PBC ⊥平面PAC ；②求二面角A —PB —C 的正弦值。
综合法求空间角专题
D C B A C 1 B 1 D 1 A 1 数学个性化教学教案 授课时间： 年 月 日 备课时间 年 月 日 年级 高二 学 科 数学 课 时 2 h 学生姓名 授课主题 综合法求空间角专题 授课教师 教学目标 1、让学生掌握用综合法求线线角，线面角和二面角； 2、通过空间角的专题复习，让学生进一步体会空间角的数学本质； 3、通过课堂教学，让学生积极参与课堂，实现方法的提炼和能力的提高. 教学重点 1、求异面直线所成的角；2、求直线与平面所成的角；3、求二面角． 教学难点 1、空间角的作法与求法． 教学过程 一、【历次错题讲解】 二、【基础知识梳理】 高考要求:空间角的计算在高考中通常有一道解答题，题目为中等难度，这是作为立体几何中重点考查的内容之一，解题时要注意计算与证明相结合． 知识与方法整理： 空间角 异面直线所成的角 直线和平面所成的角 二面角 定义 范围 图示 求空间角的一般步骤是：（一“作”；二“证”；三“求”） (1)找出或作出有关的图形（将空间角转化为平面上的角研究）； (2)证明此角为所求角； (3)计算。 三、【例题讲解】 （一）异面直线夹角问题 例1、（1）如图,正棱柱1111ABCD A B C D -中,12AA AB =,则异面直线1A B 与1AD 所成角的余弦值为 (2) 如图，在直三棱柱ABC －A 1B 1C 1中，∠BCA= 90，点D 1、F 1分别是A 1B 1和A 1C 1的中点，若BC=CA=CC 1，求BD 1与AF 1所成的角的余弦值_________ 学习札记
（3）如图，在棱长为a 的正方体1111D C B A ABCD -，E 分别为BC 的中点， 直线C A 1与DE 所成的角等于 小结：线线角抓平行线 要求异面直线夹角，关键是将两条直 线平移到同一平面上，将空间角转化为平面角。 异面直线所成的角求法：①平移法 ②割补法 （二）线面夹角问题 例2、（1）直线a 是平面α的斜线，直线b 在平面α内，当a 与b 成60O 的角，且b 与 a 在α内的射影成45O 的角时，a 与α所成的角为( ) (A)60O (B)45O (C) 90O (D)30O （2）在如图所示的几何体中，EA ⊥平面ABC ，DB ⊥平面ABC ，AC BC ⊥，且 2AC BC BD AE ===，M 是AB 的中点． （I ）求证：CM EM ⊥； （II ）求CM 与平面CDE 所成的角． 小结：线面角抓面垂线（定射影）要求直线与平面所成的角，关键是找到直线在此平面上的射影，为此，必须在这条直线上的某一点处作一条(或找一条)平面的垂线。 斜线与平面所成的角求法：定义法 （三）二面角问题 例3、（1）四边形ABCD 是正方形，P 是平面ABCD 外一点，且⊥PA 平面ABCD ，PA=AB=a ，则二面角D PC B --的大小为 。 （2）在二面角βα--l 的一个平面α内有一条直线AB ，它与棱的夹角为?45，AB 与平面β所成的角为?30，则二面角的大小为 ； （3）二面角βα--l 是锐角，空间一点P 到βα,和棱的距离分别是22，4和24，则这个二面角的度数为（ ） A 、?30或?45 B 、?15或?75 C 、?30或?60 D 、?15或?60
立体几何复习专题(空间角)(学生卷)
专题一：空间角 一、基础梳理 1.两条异面直线所成的角 （1）异面直线所成的角的范围：(0, ]2 π 。 （2）异面直线垂直：如果两条异面直线所成的角是直角，则叫两条异面直线垂直。两条异面直线,a b 垂直，记作a b ⊥。 （3）求异面直线所成的角的方法： （1）通过平移，在一条直线上（或空间）找一点，过该点作另一（或两条）直线的平行线； （2）找出与一条直线平行且与另一条相交的直线，那么这两条相交直线所成的角即为所求。 平移技巧有：平行四边形对边平移、三角形中位线平移、补形平移技巧等。 2．直线和平面所成的角（简称“线面角”） （1）定义：平面的一条斜线和它在平面上的射影所成的锐角叫做这条斜线和这个平面所成的角。 一直线垂直于平面，所成的角是直角；一直线平行于平面或在平面内，所成角为0?角。 直线和平面所成角范围：[0， 2 π]。 （2）最小角定理：斜线和平面所成角是这条斜线和平面内 经过斜足的直线所成的一切角中最小的角。 （3）公式：已知平面α的斜线a 与α内一直线b 相交成θ角， 且a 上的射影c 与b 相交成?2角， 则有θ??cos cos cos 21= 。 内的射影所成角，是这条斜线和这个平面内的任一条直 线所成角中最小的角。 3．二面角 （1）二面角的概念：平面内的一条直线把平面分为两个部分，其中的每一部分叫做半平面；从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角，这条直线叫做二面角的棱，每个半平面叫做二面角的面。若棱为l ，两个面分别为,αβ的二面角记为l αβ--。 （2）二面角的平面角： 过二面角的棱上的一点O 分别在两个半平面内．．．．．． 作棱的两条垂线,OA OB ，则AOB ∠叫做二面角 l αβ--的平面角。 说明：①二面角的平面角范围是[]0,π，因此二面 角有锐二面角、直二面角与钝二面角之分。 ②二面角的平面角为直角时，则称为直二面角， 组成直二面角的两个平面互相垂直。 （3）二面角的求法：（一）直接法：作二面角的平面角的作法：①定义法；②棱的垂面法；③三垂线定理或逆定理法；（注意一些常见模型的二面角的平面角的作法） （二）间接法：面积射影定理的方法。 （4）面积射影定理： 面积射影定理：已知ABC ?的边BC 在平面α内，顶点A α?。设ABC ?的面积为S ，它在平 ?2?1c b a θP αO A B l B' O' A' B O A βα
空间角与距离
空间角与距离 考点1 求异面直线所成的角 1．如图所示，在长方体ABCD －EFGH 中，AB ＝23，AD ＝23，AE ＝2，则BC 和EG 所成角的大小是________，AE 和BG 所成角的大小是________． 2空间四边形ABCD 中，AB ＝CD 且AB 与CD 所成的角为30°，E 、F 分别为BC 、AD 的中点，求EF 与AB 所成角的大小． 3(2018·全国卷Ⅱ)在正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，E 为棱CC 1的中点，则异面直线AE 与CD 所成角的正切值为( ) A. 22 B.32 C.52 D.72 4．(2017·全国卷Ⅱ)已知直三棱柱ABC －A 1B 1C 1中，∠ABC ＝120°，AB ＝2，BC ＝CC 1＝1，则异面直线AB 1与BC 1所成角的余弦值为(C) A.32 B.155 C.105 D.33 5．四棱锥P －ABCD 中，底面是边长为2的正方形，若四条侧棱相等，且该四棱锥的体积V ＝46 3 ，则直线PA 与底面ABCD 所成角的大小为( ) A ．30° B ．45° C ．60° D ．90°
6棱长都为2的直平行六面体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，∠BAD ＝60°，则对角线A 1C 与侧面DCC 1D 1所成的角的正弦值为 . 7已知三棱柱ABC －A 1B 1C 1的侧棱与底面垂直，体积为9 4 ，底面是边长为3的正三角形．若P 为底面A 1B 1C 1 的中心，则PA 与平面ABC 所成角的大小为( ) A.5π12 B.π3 C.π4 D.π6 8已知四棱锥P －ABCD ，底面ABCD 是菱形，PD ⊥平面ABCD ，∠DAB ＝60°，E 为AB 中点，F 为PD 中点，PD ＝AD. (1)证明：平面PED ⊥平面PAB ； (2)求二面角P －AB －F 的平面角的余弦值． 9如图，在三棱锥P －ABC 中，AB ＝AC ，D 为BC 的中点，PO ⊥平面ABC ，垂足O 落在线段AD 上． (1)证明：AP ⊥BC ； (2)已知BC ＝8，PO ＝4，AO ＝3，OD ＝2.求二面角B －AP －C 的大小．
届高三文科数学立体几何空间角专题复习
届高三文科数学立体几何空间角专题复习 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-
2015届高三文科数学立体几何空间角专题复习 考点1：两异面直线所成的角 例1.如图所示，在长方体1111ABCD A B C D -中，AB=AD=1，AA 1=2，M 是棱CC 1的中点 （Ⅰ）求异面直线A 1M 和C 1D 1所成的角的正切值； （Ⅱ）证明：平面ABM ⊥平面A 1B 1M 1 例2.（2010全国卷1文数）直三棱柱111ABC A B C -中，若 90BAC ∠=?，1AB AC AA ==，则异面直线1BA 与1AC 所成的 角等于（ C ） (A) 30° (B) 45° (C) 60° (D) 90° 变式训练： 1.（2009全国卷Ⅱ文）已知正四棱柱1111ABCD A B C D -中，1AA =2AB ，E 为1AA 中点，则异面直线BE 与1CD 所形成角的余弦值为( C ) （A ） 1010 (B) 15 (C ) 31010 (D) 35 2.如图，直三棱柱111ABC A B C -，90BCA ?∠=，点1D 、1F 分别是11A B 、11A C 的中点， 1BC CA CC ==，则1BD 与1AF 所成角的余弦值是（ ） A ． 1030 B ．21 C ．15 30 D ． 10 15 3.（2012年高考（陕西理））如图,在空间直角坐标系中有直三棱 111ABC A B C -,12CA CC CB ==,则直线1BC 与直线1AB 夹角的余弦值为 （ ） A ． 55 B ． 53 C ． 5 5 D ．35 第3题图 第4题图 第5题图 4．(2007全国Ⅰ·文)如图，正四棱柱1111ABCD A B C D -中，12AA AB =，则异面直线 1A B 与1AD 所成角的余弦值为（ ）
最新空间角专题复习
空间角专题复习 ?知识梳理一、异面直线所成的角及求法 (1) 定义：在空间任意取一点，过该点分别作两异面直线的________ 所成的_____________ 为两异面直线所成的角. (2) 取值范围：若B是异面直线a和b所成的角，则其取值范围是__________ 当9 n =时，称异面直线a和 b __________ 记为 _________ . (3) 求法：_______ :将两异面直线中的一条或两条________ 至某特殊点后，构造 ________ 通过解该三角形而求其大小； 二、直线与平面所成的角及求法 (1) ___________ 定义：设I和a分别表示直线与平面.①若I // a或I? a，则称直线I和平面a所成的角为 __________________________________ ；②若I丄a,则称I与a所成的角为 ___ ；③若I与a相交， 则I与I在a内的_______ 成的 _________ 直线I与平面a所成的角. ⑵取值范围：设9是直线I与平面a所成的角，贝U 9的取值范围是___________ . (3)求法：最常见又重要的方法是定义法：即探寻直线I在平面a内的________ ，(通常由垂直法找射影)构造直线I与平面a所成角对应的 __________ 通过解该直角 三角形而求得直线与平面所成的角. 三、二面角及求法 (1) 定义：在二面角的棱上______ ，分别在二面角的两个面内作棱的_______ ，则这_________ 成的角称为该二面角的________ 且用二面角的平面角的大小作为 该______ ■勺大小. (2) 取值范围：规定二面角的取值范围为_________ . (3) 求法：最常见又重要的方法是定义法：即分别在二面角的两个面内作棱的则这两垂线所成的角称为该二面角的平面角 ?练习提升 1 .设直线与平面所成角的大小范围为集合P，二面角的平面角大小范围为集合Q，异面直 线所成角的大小范围为集合R，贝U P、Q、R的关系为() A. R=P? Q B. R? P? Q
空间的角度与距离(附答案)
基础训练34(A) 空间的角度与距离 ●训练指要 掌握空间有关的角与距离的概念、范围、计算方法，会计算有关的距离和角. 一、选择题 1.(2001年全国高考题)一间民房的屋顶有如图三种不同的盖法：①单向倾斜；②双向倾斜；③四向倾斜，记三种盖法屋顶面积分别为P1、P2、P3. 若屋顶斜面与水平面所成的角都是α,则 A.P3＞P2＞P1 B.P3＞P2=P1 C.P3=P2＞P1 D.P3=P2=P1 2.给出下列四个命题： ①如果直线a∥平面α，a 平面β，且α∥β，则a与平面α的距离等于平面α与β的距离； ②两条平行直线分别在两个平行平面内，则这两条平行直线的距离等于这两个平面间的距离； ③异面直线a、b分别在两个平行平面内，则a、b的距离等于这两个平面的距离； ④若点A在平面α内，平面α和β平行，则A到平面β的距离等于平面α与平面β的距离. 其中正确的命题的个数是
A.1 B.2 C.3 D.4 3.如图，正三棱柱ABC —A 1B 1C 1的各条棱长均相等，则AC 1与平面 BB 1C 1C 所成角的余弦值等于 A.4 10 B.66 C.26 D.2 10 二、填空题 4.二面角α—l —β的面α内有一条直线a 与l 成45°的角，若这个二面角的平面角也是45°,则直线a 与平面β成角的度数为_________. 5.三个两两垂直的平面，它们的三条交线交于一点O ，点P 到三个平面的距离的比为1∶ 2∶3，PO =214,则P 点到这三个平面的距离分别是_________. 三、解答题 6.如图，在正三棱锥P —ABC 中，侧棱长3 cm ，底面边长2 cm ，E 是BC 的中点，EF ⊥P A ，垂足为F . (1)求证：EF 为异面直线P A 与BC 的公垂线段； (2)求异面直线P A 与BC 间的距离. 7.如图，正四棱锥S —ABCD 的所有棱长都相等，过底面对角线 AC 作平行于侧棱SB 的截面交SD 于E . (1)求AB 与SC 所成角的大小； (2)求二面角E —AC —D 的大小； (3)求直线BC 与平面EAC 所成角的大小. 8.在棱长为a 的正四面体ABCD 中，M 、E 分别是棱BD 、BC 的中点，N 是BE 的中点，
空间向量的应用----求空间角与距离
空间向量的应用----求空间角与距离 一、考点梳理 1.自新教材实施以来，近几年高考的立体几何大题，在考查常规解题方法的同时，更多地关注向量法（基向量法、坐标法）在解题中的应用。坐标法（法向量的应用），以其问题（数量关系：空间角、空间距离）处理的简单化，而成为高考热点问题。可以预测到，今后的高考中，还会继续体现法向量的应用价值。 2.利用法向量求空间角和空间距离，其常用技巧与方法总结如下： 1)求直线和直线所成的角 若直线AB 、CD 所成的角是α，cos α=|,cos |> 计算公式为： 4).利用法向量求点面距离 如图点P 为平面外一点，点A 为平面内的任一点，平面的法向量为n ,过点P 作平面α的垂线PO ，记∠OPA=θ，则点P 到平面的距离 θcos ||||PA PO d == 5).法向量在距离方面除应用于点到平面的距离外，还能处理异面直线间的距离，线面 间的距离，以及平行平面间的距离等。其一，这三类距离都可以转化为点面间的距离；其二， 异面直线间的距离可用如下方法操作：在异面直线上各取一点A 、B ，AB 在n 上的射影长即 为所求。n 为异面直线AD 、BC 公共垂直的方向向量，可由0n AD ?=及0n BC ?=求得，其计算公式为： || || n AB d n =。其本质与求点面距离一致。 向量是新课程中引进的一个重要解题工具。而法向量又是向量工具中的一朵厅葩，解题方法新颖，往往能使解题有起死回生的效果，所以在学习中应起足够的重视。 二、范例分析 例1 已知ABCD 是上、下底边长分别为2和6，3将它沿对称轴1 OO n α A P O θ