重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):以空間幾何體為載體的空間異面直線所成角、直線與平面所成角的計(jì)算以及二面角的計(jì)算.
難點(diǎn):用空間向量法求異面直線所成角、直線與平面所成角、二面角時(shí),兩向量夾角與空間角之間的關(guān)系.
方法突破
對(duì)空間角的求解,應(yīng)當(dāng)破解畫圖、讀圖、識(shí)圖、用圖的層層關(guān)口,提升解題思維中的空間想象能力和邏輯推理論證的能力. 常見類型與方法如下.
1. 求異面直線所成角的方法
方法二:幾何法. 用幾何法求兩條異面直線所成角的步驟為:①利用定義構(gòu)造角,可固定一條直線,平移另一條直線,或?qū)蓷l直線同時(shí)平移到某個(gè)特殊的位置;②證明找到(或作出)的角即為所求角;③通過解三角形來求角.
2. 求直線與平面所成角的方法
方法二:幾何法. 用幾何法求直線l與平面α所成角的步驟為:①找出直線l在平面α上的射影;②證明所找的角就是所求的角;③把這個(gè)平面角置于一個(gè)三角形中,通過解三角形來求角.
3. 求二面角的方法
方法二:幾何法. 用幾何法求二面角α-l-β的平面角θ的步驟為:①找出二面角的平面角(以二面角的棱上任意一點(diǎn)為端點(diǎn),在兩個(gè)面內(nèi)分別作垂直于棱的兩條射線,這兩條射線所成的角就是二面角的平面角);②證明所找的角就是要求的角;③把這個(gè)平面角置于一個(gè)三角形中,通過解三角形來求角. 求二面角的平面角的口訣:點(diǎn)在棱上,邊在面內(nèi),垂直于棱,大小確定.
典例精講
考點(diǎn)1 異面直線所成角
(2013年福州選修2-1模塊質(zhì)檢)如圖1,在平行六面體ABCD-A1B1C1D1中,以頂點(diǎn)A為端點(diǎn)的三條棱長(zhǎng)都為1,且兩兩夾角為60°,求BD1與AC夾角的余弦值.
考點(diǎn)2 直線和平面所成角
思索 求出平面ECF的法向量,再利用線面所成角的公式,即可求其正弦值.
(2013年天津高考(節(jié)選))如圖4,三棱柱ABC-A1B1C1中,側(cè)棱A1A⊥底面ABC,且各棱長(zhǎng)均相等,D,E,F(xiàn)分別為棱AB,BC,A1C1的中點(diǎn),求直線BC與平面A1CD所成角的正弦值.
思索 先找直線BC在平面A1CD上的射影,可過點(diǎn)B作BG⊥A1D交直線A1D于G,證明BG⊥平面A1CD,從而可證明∠BCG為直線BC與平面A1CD所成的角. 在△BGC中,求出sin∠BCG的值.
破解 如圖5,在平面A1ABB1內(nèi),過點(diǎn)B作BG⊥A1D交直線A1D于G,連結(jié)CG.易知平面A1CD⊥平面A1ABB1,而直線A1D是平面A1CD與平面A1ABB1的交線,故BG⊥平面A1CD. 由此得∠BCG為直考點(diǎn)3 二面角
某幾何體ABC-A1B1C1的三視圖和直觀圖如圖6所示,求二面角C1-AB1-C的余弦值.