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    2024年高考数学一轮复习(新高考版) 第7章 §7.7 向量法求空间角

    千伯自习室

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    3.0分

    共18页 2024-09-07 3知币
    §7.7 向量法求空间角
    考试要求  能用向量法解决异面直线、直线与平面、平面与平面的夹角问题,并能描述解
    决这一类问题的程序,体会向量法在研究空间角问题中的作用.
    知识梳理
    1.异面直线所成的角
    若异面直线 l1,l2所成的角为 θ,其方向向量分别是 u,v,则 cos θ=|cos〈u,v〉|=.
    2.直线与平面所成的角
    如图,直线 AB 与平面 α相交于点 B,设直线 AB 与平面 α所成的角为 θ,直线 AB 的方向向
    量为 u,平面 α的法向量为 n,则 sin θ=|cos〈u,n〉|==.
    3.平面与平面的夹角
    如图,平面 α与平面 β相交,形成四个二面角,我们把这四个二面角中不大于 90°的二面角
    称为平面 α与平面 β的夹角.
    若平面 α,β的法向量分别是 n1和n2,则平面 α与平面 β的夹角即为向量 n1和n2的夹角或其
    补角.设平面 α与平面 β的夹角为 θ,则 cos θ=|cos〈n1,n2〉|=.
    思考辨析
    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)两异面直线所成角的范围是,直线与平面所成角的范围是.( √ )
    (4)直线的方向向量为 u,平面的法向量为 n,则线面角 θ满足 sin θ=cos〈u,n〉.( × )
    教材改编题
    1.已知向量 m,n分别是直线 l和平面 α的方向向量和法向量,若 cos 〈m,n〉=-,则直
    线l与平面 α所成的角为(  )
    A.30° B.60°
    C.120° D.150°
    答案 A
    解析 由于 cos〈m,n〉=-,所以〈m,n〉=120°,所以直线 l与平面 α所成的角为 30°.
    2.已知直线 l1的方向向量 s1=(1,0,1)与直线 l2的方向向量 s2=(-1,2,-2),则直线 l1和l2所
    成角的余弦值为(  )
    A. B.
    C. D.
    答案 C
    解析 因为 s1=(1,0,1),s2=(-1,2,-2),
    所以 cos〈s1,s2〉===-.
    所以直线 l1和l2所成角的余弦值为.
    3.平面 α的一个法向量为 m=(1,2,-2),平面 β的一个法向量为 n=(2,2,1),则平面 α与
    平面 β夹角的正切值为(  )
    A. B. C. D.
    答案 D
    解析 设平面 α与平面 β的夹角为 θ,
    则cos θ=|cos〈m,n〉|==,
    则sin θ===,
    所以 tan θ==.
    题型一 异面直线所成的角
    例1 (1)若正四棱柱 ABCD-A1B1C1D1的体积为,AB=1,则直线 AB1与CD1所成的角为(
    )
    A.30° B.45° C.60° D.90°
    答案 C
    解析 ∵正四棱柱 ABCD-A1B1C1D1的体积为,AB=1,
    ∴AA1=,
    以D为原点,DA,DC,DD1所在直线分别为 x轴、y轴、z轴,建立如图所示的空间直角坐
    标系,
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    千伯自习室

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