1、成才之路数学,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教B版 选修2-1,空间向量与立体几何,第三章,章末归纳总结,第三章,知 识 结 构,学 后 反 思,专 题 探 究,空间向量与立体几何要解决的主要问题是：空间向量的基本定理及基本运算，利用空间向量解决平行与垂直问题，以及运用法向量，共线的方向向量求夹角与距离问题解决上述问题的关键是：首先类比平面向量的有关运算去理解空间向量，其次要结合数形结合的思想去掌握，再次，对于空间向量在立体几何中的应用要明确概念的本质，例如方向向量、法向量、二面角、线面角等最后要善于对规律、技巧、方法进行总结、归类、明确不同方法的优势,1在运用空间向量的运算法则化简向量表
2、达式时，要结合空间图形，观察分析各向量在图形中的表示，然后运用运算法则，把空间向量转化为平面向量解决，并要化简到最简为止在空间向量的加法运算中，如下事实常帮助我们简化运算：,(1)首尾相接的若干个向量的和，等于由起始向量的起点指向末尾向量的终点的向量，求若干个向量的和，可以通过平移将其转化为首尾相接的向量求和(2)首尾相接的若干向量若构成一个封闭图形，则它们的和为0.,2向量等式的证明，就是向量化简的过程，可以由一端证到另一端，也可以两端同时证明至“中间”向量表达式，从而达到证明等式的目的3共线向量定理包含两个命题，特别是对于两个向量a，b，若存在实数x，使axb(b0)ab，可以作为以后证明
3、线线平行的依据，但必然在a(或b)上有一点不在b(或a)上,4共面向量定理是判定三个向量是否共面的依据，要证明三个向量a、b、c共面，只需存在一对实数x，y使axbyc就可以了在证明时要结合空间图形，若通过运算得不出a、b、c的向量等式，x、y就不存在，a、b、c就不共面，但一定要注意，三个向量共面是指它们所在的基线平行于同一平面或在同一平面内，并不是指它们的基线一定在同一平面内，利用此定理可以证明四点共面,6求两个向量的数量积，要结合图形，把数量积中的各向量表示成已知的三个不共面的基向量表达式，然后化简求出，关键是基底的正确选取7在空间图形中求线段的长度可求线段对应向量的模，用|a|2aa来
4、计算，并且要把a表示成已知基向量的表达式用数量积公式及运算性质求出,8平行问题的处理经常采用线线线面面面的解题思路，要注意证明线线平行可以利用向量共线定理，也也可以建系利用方向向量平行来证，线面平行的证明可以转化为线线平行来证，也可以让直线垂直于平面的法向量面面平行的证明可以转化为线面平行来证也可以结合法向量来证(法向量平行),9垂直问题的处理也是经常采用线线线面面面的解题思路，证明线线垂直经常利用数量积为零来证，线面垂直的证明可以转化为线线垂直来证，也可以让直线平行于平面的法向量面面垂直的证明可以转化为线面垂直来证也可以结合法向量来证(法向量垂直)10异面直线所成的角和两条直线的方向向量所成
5、的角相等或互补，因此可以先求两条直线的方向向量所成的角然后再求夹角但要注意夹角的余弦为负时要取正,11三垂线定理及其逆定理经常用来证明线线垂直，在应用中一定要找好投影面及垂线12设n是平面的一个法向量，直线a，若an，则a.设n是平面的一个法向量，若an，则a.,14设，是二面角l的两个面，m，n分别是，的法向量，如果当m，n的起点都在二面角的面内，方向均指向二面角内部或均指向二面角外部，则这个二面角的大小就是如果m，n的方向一个指向二面角的内部，另一个指向二面角的外部，则这个二面角的大小就是.,15两点间的距离求取需要注意向量模的性质及模长公式16点与面的距离、点与线的距离、线与面的距离、面
6、与面的距离都要转化为点与点间的距离求取17求解过程中需要注意先作后求,已知平面，如果一个向量n的基线与平面垂直，则向量n叫做平面的法向量或说向量n与平面正交法向量的引进，对空间夹角与距离问题以及线面与面面位置关系的研究，提供了一个很方便、实用的工具，其思路明确，易于下手，过程较为程序化，易于掌握,法向量在立体几何中的应用,例1已知在正方体ABCDA1B1C1D1中，E，F分别是BB1，CD的中点求证：平面DEA平面A1FD1.分析证明面面垂直就是证明平面的法向量垂直,证明如图所示，建立空间直角坐标系Dxyz.,令y11，得n1(0，1,2)同理可得n2(0,2,1)因此n1n2(0，1,2)(
7、0,2,1)0，知n1n2.平面DEA平面A1FD1.,点评证明平面与平面垂直，可以转化为证明两个平面的法向量垂直而证明平面与平面平行，可以转化为证明平面的法向量平行并且不需要在图形中作出辅助线，使图形更清楚明了,例2在直三棱柱ABCA1B1C1中，底面是等腰直角三角形，ACB90，侧棱AA12，D，E分别是CC1与A1B的中点，点E在平面ABD上的射影是ABD的重心G.求A1B与平面ABD所成角的大小(结果用反三角函数值表示)分析直线与平面所成的角和直线的方向向量与平面法向量的夹角是一种互余的关系,本章的综合题中包含线面关系的证明，角的求解及空间距离的求解，在处理与本章有关的综合问题时，基本
8、方法是向量法，通过向量的代数运算解决问题，并且要能作图、识图、用图,立体几何问题的向量求法,利用向量解决立体几何问题具有快捷、有效的特征一般方法如下：先将原问题转化为等价的向量问题，即将已知角转化为向量的夹角，线段长度转化为向量的模，并用已知向量表示出来的向量，然后利用向量的运算解决该向量问题，从而原问题得解在近几年的高考中，立体几何问题，都偏重于向量解决,解析(1)折起前AD是BC边上的高，当ABD折起后，ADDC，ADDB，又DBDCD，AD平面BDC，AD平面ABD，平面ABD平面BDC.,点评利用向量的坐标解决立体几何问题的关键是在于找准位置，建立适当、正确的空间直角坐标系，难点是在已
9、建好的坐标系中表示出已知点的坐标，只有正确表示出已知点的坐标，才能通过向量的坐标运算，实现几何问题的代数化,一、函数与方程思想在空间向量中的应用在立体几何中，通过建立空间直角坐标系，把空间中的线、角、距离等问题用数加以表示，然后通过分析变量间的关系，建立方程或方程组或者构造方程或方程组，使问题获得解决有关线段、角、面积、体积的计算，经常需要用构造方程或建立函数表达式的方式加以解决,思想方法,方法二：运用空间直角坐标系的知识，取BA、BE、BC所在直线分别为x轴、y轴、z轴(如图)建立空间直角坐标系,二、转化与化归的思想转化与化归思想的主要目的是将未知问题转化为已知问题，复杂问题转化为简单问题，空间问题转化为平面几何问题本章中涉及到转化与化归思想的知识有：(1)位置关系的转化，即平行转化和垂直转化；(2)角的转化；(3)距离的转化,分析用几何法求线面垂直和二面角时，要作出合适的辅作线，找到二面角的平面角；用向量法求解问题时，要建立合适的坐标系，合理运用平面的法向量解题,又CB1DB1CC190，故CB1DB1DB90，B1CBD.在正三棱柱ABCA1B1C1，D为B1C1的中点由A1D平面B1C，得A1DB1C.又A1DB1DD，B1C面A1BD.,点评此题充分体现了转化的思想，空间几何与平面几何的转化，其中包括线线垂直、线面垂直以及面面垂直的转化，二面角与向量夹角的转化,
