
高頻考點(diǎn)一|空間向量與空間位置關(guān)系[例1] 在四棱錐P-ABCD中,AB⊥AD,CD⊥AD,PA⊥底面ABCD,PA=AD=CD=2AB=2,M為PC的中點(diǎn).(1)求證:BM∥平面PAD;(2)平面PAD內(nèi)是否存在一點(diǎn)N,使MN⊥平面PBD?若存在,確定N的位置;若不存在,說(shuō)明理由.[方法技巧]利用空間向量證明空間中的位置關(guān)系(1)線(xiàn)線(xiàn)平行:證明兩條直線(xiàn)平行,只需證明兩條直線(xiàn)的方向向量是共線(xiàn)向量.(2)線(xiàn)線(xiàn)垂直:證明兩條直線(xiàn)垂直,只需證明兩直線(xiàn)的方向向量垂直(數(shù)量積為零).(3)線(xiàn)面平行:①證明直線(xiàn)的方向向量與平面的法向量垂直;②證明可在平面內(nèi)找到一個(gè)向量與直線(xiàn)的方向向量是共線(xiàn)向量;③利用共面向量定理,即證明直線(xiàn)的方向向量可用平面內(nèi)兩不共線(xiàn)向量線(xiàn)性表示. (4)線(xiàn)面垂直:①證明直線(xiàn)的方向向量與平面的法向量平行;②利用線(xiàn)面垂直的判定定理轉(zhuǎn)化為線(xiàn)線(xiàn)垂直問(wèn)題.(5)面面平行:①證明兩個(gè)平面的法向量平行(即是共線(xiàn)向量);②轉(zhuǎn)化為線(xiàn)面平行、線(xiàn)線(xiàn)平行問(wèn)題.(6)面面垂直:①證明兩個(gè)平面的法向量互相垂直;②轉(zhuǎn)化為線(xiàn)面垂直、線(xiàn)線(xiàn)垂直問(wèn)題.[集訓(xùn)沖關(guān)]如圖所示,已知PA⊥平面ABCD,ABCD為矩形,PA=AD,M,N分別為AB,PC的中點(diǎn).求證:(1)MN∥平面PAD;(2)平面PMC⊥平面PDC.證明:如圖所示,以A為坐標(biāo)原點(diǎn),AB,AD,AP所在的直線(xiàn)分別為x,y,z軸建立空間直角坐標(biāo)系A(chǔ)xyz.設(shè)PA=AD=a,AB=b.則,(1)P(0,0,a),A(0,0,0),D(0,a,0,),C(b,a,0),B(b,0,0).高頻考點(diǎn)二|空間向量與空間角題點(diǎn)一 線(xiàn)線(xiàn)角 [例2] 如圖,四邊形ABCD為菱形,∠ABC=120°,E,F(xiàn)是平面ABCD同一側(cè)的兩點(diǎn),BE⊥平面ABCD,DF⊥平面ABCD,BE=2DF,AE⊥EC.(1)證明:平面AEC⊥平面AFC;(2)求直線(xiàn)AE與直線(xiàn)CF所成角的余弦值.高頻考點(diǎn)三|空間向量與翻折性問(wèn)題[例5] 圖1是由矩形ADEB,Rt△ABC和菱形BFGC組成的一個(gè)平面圖形,其中AB=1,BE=BF=2,∠FBC=60°.將其沿AB,BC折起使得BE與BF重合,連接DG,如圖2.(1)證明:圖2中的A,C,G,D四點(diǎn)共面,且平面ABC⊥平面BCGE;(2)求圖2中的二面角B -CG -A的大?。甗解] (1)證明:由已知得AD∥BE,CG∥BE,所以AD∥CG,所以AD,CG確定一個(gè)平面,從而A,C,G,D四點(diǎn)共面.由已知得AB⊥BE,AB⊥BC,且BE∩BC=B,所以AB⊥平面BCGE.又因?yàn)锳B?平面ABC,所以平面ABC⊥平面BCGE.對(duì)于翻折問(wèn)題,應(yīng)明確:在同一個(gè)平面上的性質(zhì)不發(fā)生變化,不在同一個(gè)平面上的性質(zhì)可能會(huì)發(fā)生變化.解決這類(lèi)問(wèn)題就是要據(jù)此研究翻折以后的空間圖形中的線(xiàn)面關(guān)系和幾何量的度量值,這是解決翻折問(wèn)題的主要方法. [集訓(xùn)沖關(guān)]如圖①,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,BD⊥DC,點(diǎn)E是BC邊的中點(diǎn),將△ABD沿BD折起,使平面ABD⊥平面BCD,連接AE,AC,DE,得到如圖②所示的幾何體.(1)求證:AB⊥平面ADC;解:(1)證明:因?yàn)槠矫鍭BD⊥平面BCD,平面ABD∩平面BCD=BD,BD⊥DC,所以DC⊥平面ABD.因?yàn)锳B?平面ABD,所以DC⊥AB.又因?yàn)檎郫B前后均有AD⊥AB,DC∩AD=D,所以AB⊥平面ADC.(2)由(1)知AB⊥平面ADC,所以二面角C-AB-D的平面角為∠CAD.又DC⊥平面ABD,AD?平面ABD,所以DC⊥AD.
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