法向量求二面角-空間向量

平面法向量在立體幾何中的應用——利用法向量求二面角精選課件(一)平面的法向量的定義：n如果n,那么向量n叫做平面的法向量精選課件1、利用平面法向量求直線與平面所成的角：直線與平面所成的角等于平面的法向量所在的直線與已知直線的夾角的余角。（二）平面法向量的應用如圖：直線AB與平面所成的角=(=<BA,n>)2ABCn例精選課件2、利用平面法向量求二面角的大小求二面角的大小，先求出兩個半平面的法向量的夾角，然后根據二面角與其大小相等或互補求出二面角的大小mn如圖：二面角的大小等于-<m,n>精選課件2、利用平面法向量求二面角的大小如圖：二面角的大小等于<m,n>mn指入、指出平面的法向量的夾角的大小就是二面角的大小。

精選課件例1：如圖，正方體ABCD-A1B1C1D1中，E，F，M，N分別是A1B1，BC，C1D1，B1C1的中點，求二面角M-EF-N的大小AD1C1B1A1NMFEDCB(2)精選課件AD1C1B1A1NMFEDCBxyz解：（1）建系如圖所示，設正方體棱長為2,則M（0，1，2）F（1，2，0）E（2，1，2）N（1，2，2）則MF=（1,1，-2）NF=（0，0，-2）EF=（-1，1，-2），設平面ENF的法向量為n=(x,y,z),EFn=0NFn=0{-x+y-2z=0-2z=0則{{x=yz=0令x=y=1,則n=(1,1,0)2精選課件AD1C1B1A1NMFEDCBxyz解：（2）建系如圖，由（1）得：面ENF的法向量為n=（1，1，0），又MF=（1，1，-2）EF=（-1，1，-2）設面EMF的法向量為m=（x,y,z)，則{MF.m=0EFm=0{x+y-2z=0-x+y-2z=0{x=0y=2z令z=1,則m=(0,2,1)

cos<m,n>=10/5由題意可知，所求二面角為銳角，故所求二面角的大小為arccos(10/5)精選課件（2）如圖，在空間直角坐標系中，BC=2，原點O為BC的中點，點A的坐標是（1，1，0）點D在平面yoz上，且BDC=90o，DCB=30o,求二面角D-BA-C的大小AOzyxDCB(0,-1,0)(1,1,0)(0,1,0)E30o(0,-1/2,3/2)精選課件解：由題可知B（0，-1，0），C（0，1，0），又A（1，1，0），得AC=1，AB=5，又BC=2，ACB=90o，又BCD=30o，BDC=90o，故BD=1，CD=3，由D點向BC作垂線DE，則DE=3/2，OE=1/2，得D（0，-1/2，3/2），E（0，-1/2，0），ED=(0,0,3/2),BA=(1,2,0),BD=(0,1/2,3/2),面ABC的法向量為ED，可求得面ABD的法向量為n=(23,-3,1)cos<ED,n>=1/4<ED,n>=arccos(1/4)二面角D-BA-C的大小為arccos(1/4)例精選課件例２．在四面體ABCD中，AB⊥面BCD，BC=CD，∠BCD＝，∠ADB=．E、F分別是AＣ、AD的中點。１）求證平面BEF⊥平面ABC；２）求二面角ＥＦ－Ｂ－ＣＤ的大小。

ＥＤＡＣＢＦxzy精選課件1.如圖,正廣州一模精選課件2.(廣州二模）如圖，D,E,F分別是AB,BC,CP的中點，AB=AC=1,PA=2.(1)求直線PA和平面DEF所成的角的大??；(2)求點P到平面DEF的距離。CBPAFED精選課件小結：1、本節(jié)主要復習了法向量在求線面角和二面角方面的應用，注意所求角與法向量的聯系，掌握基本的思想方法。2、立體幾何問題求解的思想方法的發(fā)展趨勢用代數的方法解決立體幾何問題是立體幾何的發(fā)展趨勢，而向量是用代數的方法解決立體幾何問題的主要工具，故，學會用向量法解立體幾何問題是學好立體幾何的基礎。精選課件3、利用法向量求點到平面的距離AB如圖：點A到平面的距離d=|BA||cos<BA,n>|dA1n精選課件例2：已知棱長為1的正方體ABCD-A1B1C1D1，E，F分別是B1C1和C1D1的中點，求點A1到平面BDEF的距離。FED1C1B1A1DCBA精選課件FED1C1B1A1DCBA精選課件4、利用法向量證明面面垂直問題mn證明面面垂直可轉化為證明它們的法向量垂直精選課件例3：如圖，在正三棱柱ABC-A1B1C1中，AB=AA1/3=a，E、F分別是BB1、CC1上的點，且BE=a，CF=2a。求證:面AEF面ACF。AFEC1B1A1CBxzy精選課件AFEC1B1A1CBzy不防設a=2，則A（0，0，0），B（3，1，0），C（0，2，0），E（3，1，2），F（0，2，4），AE=（3，1，2）AF=（0，2，4），因為，x軸面ACF，所以可取面ACF的法向量為m=（1，0，0），設n=（x,y,z)是面AE