空间向量的夹角和距离公式.

量的夹角，所以只需要求出这两个平面的
法向量的夹角即可.
典型例题
例5如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中，AC=CB=2,AA1=3,∠ACB=90°,P为BC的
中点，点Q, R分别在棱AA1,BB1上，A1Q=2AQ,BR=2RB1.求平面PQR与平面
A1B1C1夹角的余弦值.
解：先做出平面PQR与平面A1 1 1 的
典型例题
例5如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中，AC=CB=2,AA1=3,
∠ACB=90°,P为BC的中点，点Q, R分别在棱AA1,BB1上，
A1Q=2AQ,BR=2RB1.求平面PQR与平面A1B1C1夹角的余弦值.
分析：因为平面PQR与平面A1B1C1的夹角
可以转化为平面PQR与平面A1B1C1的法向
若异面直线l1,l2所成的角为 (0 ≤ ) ，其方向向量分别为 , Ԧ
则 =< , Ԧ >, 或 = −<, >
Ԧ
2
∙ Ԧ
= < , Ԧ > =
Ԧ
不要将两异面直线所成的角与其方向向量的夹角等
同起来,因为两异面直线所成角的范围是0 ≤ ,而
交线。
做PE⊥ 1 1 于E,则PE//Q1 ,PQ∩
1 = .
PR∩ 1 1 = ,则GH即为平面PQR与
平面A1 1 1 的交线。
做PF⊥ 于F,连C1 , ∠1 就是平面
PQR与平面A1 1 1 的二面角的平面角。
我们在⊿PF1 中求∠1 ，接下去就是
= < 1 , 2 > =
.
1 2
反思：1、三式中到底是sin还是cos，我们要通过记图来记住公

aba1b1a2b2a3b3 ;
a//b a 1 b 1 ,a 2 b 2 ,a 3 b 3 ( R ) ;
a 1/b 1a 2/b 2a 2/b 2 . a b a1b 1a2b2a3b30;
二、距离与夹角 （1）空间两点间的距离公式
在空间直角坐标系中，已知 A(x1 , y1 , z1) 、 B(x2 , y2 ,z2)，则
例2 如图，在正方体 A B C DA 1B 1C 1D 1中，B1E1
D1F1
A1B1 4
，求
BE1
与
D
F1
所成的角的余弦值。
z
D1
F1
C1
D F 1 0 , 1 4， 1 (0 ,0 ,0 ) 0 , 1 4， 1 .
A1
E1 B1
B E 1D F 1 0 0 1 4 1 4 1 1 1 1 6 5,
| AM| 5 30 6.故 点 A到 直 线 EF的 距 离 为6.
2 10 4
4
课堂练习：
1 . 若 正 方 体 A B C D A 1 B 1 C 1 D 1 的 边 长 为 1 , E , F 分 别 是
C C 1 , D 1 A 1 的 中 点 . 求 ( 1 ) < F E , F A , ( 2 ) 点 A 到 直 线 E F 的 距 离 .
D1
F A1
C1 B1
E
2021/3/11
D A
C B
9
课堂练习：
1 . 若 正 方 体 A B C D A 1 B 1 C 1 D 1 的 边 长 为 1 , E , F 分 别 是
C C 1 , D 1 A 1 的 中 点 . 求 ( 1 ) < F E , F A , ( 2 ) 点 A 到 直 线 E F 的 距 离 .

解：a＝AB―→＝(1,1,0)，b＝AC―→＝(1,0,1)， ∴|a|＝ 2，|b|＝ 2，且 a·b＝1， ∴cos〈a，b〉＝|aa|·|bb|＝12， ∵〈a，b〉∈[0°，180°]， ∴〈a，b〉＝60°.
距离问题
【例 2】 已知正方体 ABCDA1B1C1D1 的棱长为 1，点 E、F 分别在 DA1、AC 上，且 EF⊥A1D，EF⊥AC.求 EF 的长．
∵EF⊥AC，EF⊥DA1，
∴EDFA―1―→→·A·ECF――→→＝＝ab－－ba＋－1a－＝b0＝0
⇒
a＝13 b＝32.
∴E，F 坐标分别为(13，0，13)，(23，13，0)，
∴EF＝|EF―→|＝ 23－312＋13－02＋0－132＝ 33.
求线段的长度，可以利用公式|a|＝ a·a来求，也可以选择适当的空间直角坐 标系，由 A(x1，y1，z1)，B(x2，y2，z2)，用两点间的距离公式
nn··ab＝ ＝00 .
④解方程组，取其中的一个解，即得法向量． (3)方法二必须建立空间直角坐标系，方法一不一定要建立空间直角坐标系． (4)在求平面的法向量时，要先找有没有和平面垂直的直线，若没有则用待定系数法．
(5)在利用方法二求解平面的法向量时，方程组nn··ab＝ ＝00 有无数多个解，只需给 x，y，z
dA，B＝ x2－x12＋y2－y12＋z2－z12求解．
变式训练 21：如图所示，在正方体 ABCDA1B1C1D1 中，边长为 1，M、N 分别是 AD1， BD 上的动点，且 D1M＝DN＝a(0＜a＜ 2)，求 MN 的最小值．
解：如图所示，建立空间直角坐标系 则 M( 22a,0,1－ 22a)，N( 22a， 22a,0)， ∴NM＝ 22a－ 22a2＋0－ 22a2＋1－ 22a－02

例2 在正方體ABCD-A1B1C1D1中，E、F分別是BB1、 D1 B1的中點，求證：EF⊥ DA1
例3 在正方體ABCD-A1B1C1D1中，E、F分別是BB1、 CD的中點，求證：D1F⊥ 平面ADE
例4 如圖，在正方體ABCD-A1B1C1D1中，已知
B1E1
D1F1
1 4
AB
，與BE1與DF1所成的角的余弦值。
BC=1，AA1=√6，M是棱CC1的中點，
求證：A1B⊥AM
C1
B1
A1
M
C
B
A
3、在棱長為1的正方體ABCD-A1B1C1D1中，E、F分別
是DD1，DB中點，G在棱CD上，CD=4CG，H是C1G的
中點，
z
(1) 求證：EF⊥B1C ；
D1
C1
A1 E
B1 H
D
G
C y
F
A
B
x
3、在棱長為1的正方體ABCD-A1B1C1D1中，E、F分別
| a| | b |
a12 a22 a32 b12 b22 b32
(2) 空間兩點間的距離公式 在空間直角坐標系中，已知A(x1 , y1 , z1),
B(x2 , y2 , z2)，則
AB (x2 x1, y2 y1, z2 z1)
| AB | AB AB (x2 x1)2 ( y2 y1)2 (z2 z1)2
是DD1，DB中點，G在棱CD上，CD=4CG，H是C1G的
中點，
z
(2) 求EF與C1G所成的角的余弦； D1
C1
(3) 求FH的長。A1 EB1 H NhomakorabeaD
G
C y
F

做一做： 教师备用：已知 a＝(0，－1,1)，b＝(1,2，－1)，则 a 与 b 的夹角等于( D ) (A)30° (B)60° (C)90° (D)150°
解析：a·b＝0－2－1＝－3，
|a|＝ 2，|b|＝ 1＋22＋1＝ 6，
∴cos〈a，b〉＝|aa|·|bb|＝
－3 ＝－ 2· 6
nn··ab＝ ＝00 .
④解方程组，取其中的一个解，即得法向量． (3)方法二必须建立空间直角坐标系，方法一不一定要建立空间直角坐标系． (4)在求平面的法向量时，要先找有没有和平面垂直的直线，若没有则用待定系数法．
(5)在利用方法二求解平面的法向量时，方程组nn··ab＝ ＝00 有无数多个解，只需给 x，y，z
角时可以在两条异面直线上分别取出两个向量，通过求这两个向量所成的角来求异面直线所
成的角，但需注意异面直线所成角范围(0°，90°]，注意这两个角相互转化时范围的不同．
知识要点二：线段的长度的求法
1．利用 a·a离公式来求．
知识要点三：对平面法向量的理解 1．所谓平面的法向量，就是指所在的直线与平面垂直的向量，显然，一个平面的法向 量有无数多个，它们是共线向量．由于过直线外一点作与已知直线垂直的平面有且只有一个， 因此，在空间中，给定一个点 A 和一个向量 a，那么以向量 a 为法向量且经过 A 的平面是唯 一确定的． 2．求平面法向量的方法 (1)方法一：找到一条与已知平面垂直的直线，则该直线的任意方向向量都是该平面的法 向量． (2)方法二：待定系数法 若要求出一个平面的法向量的坐标，一般要建立空间直角坐标系，然后用待定系数法求 解，一般步骤如下： ①设出平面的法向量为 n＝(x，y，z)． ②找出(求出)平面内的两个不共线的向量的坐标 a＝(a1，b1，c1)，b＝(a2，b2，c2)． ③根据法向量的定义建立关于 x、y、z 的方程组

所以异面直线BD与D1A间的距离为
3 。 3
(2) A1 B1 = (0,1, 0), 设n = ( x, y, z )是平面A1DB的一 个法向量，因为DA1 = (1, 0,1), DB = (1,1, 0)， ì ì x +z = 0 nDA1 = 0 镲 由眄 即 取x = - 1, 镲 î x+y =0 î nDB = 0 | nA1 B1 | 1 2 于是n = (-1,1,1, )，且 = = 。 2 |n| 2 2 所以点B1到平面A1 BD的距离为 。 2
例1：如图1所示： 三棱柱ABC - A1 B1C1中，CA=CB， AB = AA1， ? BAA1 60o， （ 1）求证：AB^ A1C （2）若平面ABC ^ 平面AA1 B1 B， AB =CB，求直线A1C与平面BB1C1C 所成角的正弦值。
C C1
B A A1
B1
图1
C
C1
O
B A1
Z
解：由(1)知OC ^ AB，OA1 ^ AB， 又平面ABC ^ 平面AA1 B1 B，交线 为AB，所以OC ^ 平面AA1 B1 B， 故OA、OA1、OC两两相互垂直。 建立如图所示的空间直角坐标系 A
O
C
C1
B A1
B1 图1-2
X o - xyz 设AB = 2,由题设知A(1, 0, 0)、B(- 1, 0, 0)、C (0, 0, 3)、A1 (0, 3, 0), 则BC = (1, 0, 3)、 BB1 = AA1 = (- 1, 3, 0)、 A1C = (0, - 3, 3). 设n = ( x, y, z )是平面BBCC的法向量，则 ì x + 3z = 0 ì nBC = 0 镲 即 可取n = ( 3,1, -1)， 眄 镲 î nBB1 = 0 î - x + 3y = 0 nA1C 10 故 cos < n, A1C >= =. 5 | n | ×| A1C |

3
定理三：如果一个锥体（棱锥、圆锥）的底面积 是S，高是h，那么它的体积是 V锥体＝ 1 Sh
推论：如果圆锥的底面半3径是r，高是h， 那么它的体积是 V圆锥＝ 1 πr2h
3
例题一：如图：已知三棱锥A-BCD的侧棱AD垂直于底
面BCD，侧面ABC与底面所成的角为θ 求证：V三棱锥＝ 1 S△ABC·ADcosθ
3
A’
C’ 把三棱锥1以
△ABC为底面、
B’
AA1为侧棱补成 一个三棱柱。
A
C
B
定理二：如果三棱锥的底面积是S，高是h，那么
它的体积是 V三棱锥＝ 1 Sh
3
连接B’C,然后
A’
C’ 把这个三棱柱
3
分割成三个三
B’
2
棱锥。 就是三棱锥1
１
和另两个三棱
A
C
锥2、3。
B
定理二：如果三棱锥的底面积是S，高是h，那么
1 13
问题2、解答过程中的
A
3
×2
BC ·AEcosθ·AD其中 1 AEcosθ·AD可表示意思？
2
分析：
B θ
E C
∵AEcosθ＝ED
1
D ∴S△AED＝ 2 ED·AD 又BE与CE都垂直平面AED，故BE、CE 分别是三棱锥B-AED、C-AED的高。
结论： V三棱锥＝VC-AE D＋VB-AE D
高也相等（顶点都是A’）。
定理二：如果三棱锥的底面积是S，高是h，那么
它的体积是 V三棱锥＝ 1 Sh
A’
A’
3
A’
2 B’
3
C’
B’
1
A
C
C

要面对社会、政府要面对群众。古往今来，诸如成功、荣誉，挫折、困难，乃至灾祸等等，无一不要人们面对。
设a=(a1,a2,a3), b=(b1,b2,b3)
a//b
a1=λb1,a2=λb2,a3=λb3（λ∈R）
a⊥b
a1b1+a2b2+a3b3=0
例1.已知A(3,3,1)，B(1,0,5)求：
确实是一种不好的行为，它会给人们带来不幸和灾难，但也有些“闯祸”恰恰是对旧事物的破坏，对旧传统的反叛，因此，就带有一种革命性的色彩，具有创新的内涵。你可以写写生活中的这类事件，也可以虚构故事来表现这一道理。 25、21世纪世界教育的核心主题之一是“学会共同生 活，”而“学会共同生活”的核心内容是“学会合作”。 试围绕“学会合作”的话题，写一篇600字左右的文章，题目自拟，文体不限。 思路点拨 合作的领域很多，同学们可以从自己的学习与生活中选取材料，可以写与老师、家长、同学、朋友等熟悉的人合作，也可以写与陌生人合作，还 可以写与集体的合作，更可以写与“自己”合作（学会用理智控制自己的感情，或自己的毅力与勤奋等）。可从大处着眼，也可以从小处说起；可高层建瓴叙谈，也可以小见大行文；既可写正面的（成功的）合作经历，也可写反面的（失败的）合作经历。可以写记叙文，也可写议。可以表达 这样的主题：合作是事业取得成功的保，合作万事兴。 26、阅读下面的材料，根据要求作文。 1830年，法国作家雨果同出版商签订合同，半年内交出一部作品。于是，雨果把外出的所有衣服锁进柜子里，把钥匙扔进了湖里，彻底断了外出会友和游玩的念头，一心写作，文学巨著《巴黎圣母 院》就是这样写成的。是的，在漫漫人生路上，往往只有不留下退路，才更容易赢得出路。当我们难以驾驭自己的惰性和欲望，不能专心致志地前行时，不妨也采取一些斩断退路之举，逼着自己全力以赴地寻找出路，走向成功。 请以“不留退路，才有出路”为题写一篇作文，所写内容必须 与“退路和出路”有关，文体不限，文题自拟，不得少于800字，不得抄袭。 27、阅读下面的材料，根据要求作文。 登山的人，有的目不旁视，奋力攀登，他执著于到达峰顶的瞬间风光；有的则流连沿途风景，且走且赏，山顶不过是他歇脚的地方。不只登山，生活也是这样：两种心态，两 种行为，两种价值观。你怎么看待这个问题呢？ 请以“进取心与平常心”为题，联系现实生活，写一篇文章。自定立意，自拟标题，自选文体，不少于800字。 28、阅读下面的材料，根据要求作文。 巴豆，药性最能泻，但只要用量适度，非但不会引起腹泻，反倒能治好腹泻，剂量大了才会 引起严重腹泻。 由此，你会得到哪些启示？请以“度”为题，写一篇作文。题目自拟，立意自定，文体自选，不少于800字。 29、联系生活实际，以“包装”为题，写一篇不少于800字的作文，立意自定，题目自拟，文体不限。 [写作提示]联系现实生活，说明包装是为了使产品美观，吸引 消费者乐于购买，收到外观与内质相得益彰的效果。而今有些“包装”，诸如歌星矫揉造作，打扮过分；商品包装花样翻新；房屋装修华而不实。凡此种种，其效果适得其反，追求形式而损害了内容。要结合画面寓意予以剖析。 30、阅读下面的材料，根据要求作文。 两只蚂蚁想翻越一段墙， 寻找墙那边的食物。这段墙长有20米，高有10米。其中一只蚂蚁来到墙脚就毫不犹豫地向上爬去，可每爬到大半时，就会因劳累跌落下来。可是它不气馁，它相信只要付出就会有回报。一次次跌下来，它都迅速地调整一下自己，重新开始向上爬。 而另一只蚂蚁观察一下，决定绕过这段墙。 很快地，这只蚂蚁绕过这段墙来到食物面前，开始享用起来；而那只“勇敢”“坚定”的蚂蚁还在不停地跌落下去，又重新开始。 很多时候，我们赞扬那些做事情锲而不舍的人，但是往往忽视方向的选择与方法的运用。实际上，成功需要坚持，也需要方向、机遇、方法。请以“坚持与选择” 为题写一篇不少于800字的文章。立意自定，文体自拟。 三、半命题作文预测 31、请以“听听那 的声音”为题，写一篇作文。可讲述你自己或身边的故事，抒发你的真情实感，也可阐明你的思想观点。 【注意】①把题目补充完整。②立意自定，角度自选。③除诗歌外，文体不限。④不少 于800字。⑤不得抄袭。 写作点拨 这个命题非常贴近学生的生活可以写自然界的各种声音，也可以写家庭中、社会上的各种声音，还可以写心灵的声音等等等等。而我们要选择的，是最最触动我们心灵的声音。 32、阅读下面材料，按要求作文。 喧闹、快节奏的生活和工作给人们带来了满 足，也带来了烦恼。心灵时常被搓揉得疲惫不堪。那么，我们该到哪里去寻找心灵的憩息地呢？ 请以“让心灵在 中憩息”为标题写一篇文章，文体自选，立意自定，字数不少于800，不得抄袭和套作。 思路点拨 这是一篇半命题作文。文题“让心灵在 中憩息”包含着一定的哲理意义。审题 立意的关键在于明确设定“心灵”与“憩息”的含义，并准确把握“憩息”的条件。可以选择宽容、爱等。 33、“? 的滋味” 以“? 的滋味”为题，写一篇记叙文。 要求：①补全题目；②自定立意；③不少于800字。 思路点拨： 文题中的“滋味”本义是“味道”，喻义是“某种感受”。 为此，本文的写作要注意以下三点：一是缘事生感。必须叙写一个中心事件，或围绕一个中心叙写一组事件，在此基础上生发出自己的内心感受。而且，只有事件叙写得“厚实”，生发的感受才会“真切”。那种通篇无事、跟着感觉走的文章只会给人以无病呻吟、为赋新词强说愁之感。二是 多法生感。对于“感受”的生发，既可先“事”后“感”，卒章生发，升华情感；也可将“感受”融化在“事件”的叙写过程之中，“生发”于无痕。三是用足描写。中学生的生活一般都是风平浪静的，很难“惊世骇俗”，很难给人以“超级震撼”。那么，要想在“平凡的世界”里生发出让 人怦然心动的感受，就必须用敏锐的触觉去捕捉，用细腻的笔触去描写生活中那些让人的心灵为之一颤的场景、画面、镜头，让读者的心弦在你柔柔地拨弄下产生出共鸣，这样才能收到“平凡的人给我以最多感动”的构思之效。 34、阅读下面的文字，根据要求作文。 人类要面对自然，个人