3.2立体几何中的向量方法教学目标:向量运算在几何证明与计算中的应用.掌握利用向量运算解几何题的方法,并能解简单的立体几何问题.教学重点:向量运算在几何证明与计算中的应用.教学难点:向量运算在几何证明与计算中的应用.教学过程:一、复习引入:1. 用向量解决立体几何中的一些典型问题的基本思考方法是:⑴如何把已知的几何条件(如线段、角度等)转化为向量表示; ⑵考虑一些未知的向量能否用基向量或其他已知向量表式; ⑶如何对已经表示出来的向量进行运算,才能获得需要的结论?2. 通法分析:利用两个向量的数量积的定义及其性质可以解决哪些问题呢?⑴利用定义a·b=|a||b|cos<a,b>或cos<a,b>=,可求两个向量的数量积或夹角问题;⑵利用性质a⊥ba·b=0可以解决线段或直线的垂直问题; ⑶利用性质a·a=|a|2,可以解决线段的长或两点间的距离问题.二、新课讲解:1、讲解直线的方向向量和平面的法向量的定义2、设直线l,m的方向向量分别为a,b,平面α,β的法向量分别为u,v,则线线平行:l∥m , a ∥b , a=kb; 线面平行:l ∥α, a⊥u , a·u=0;面面平行:α∥β u ∥v u=kv.面面平行:α∥β u ∥v u=kv.线面垂直:l ⊥ α a ∥ u a=ku;面面垂直:α ⊥ β u ⊥ v u·v=0.3、用空间向量解决立体几何问题的“三步曲”。
1)建立立体图形与空间向量的联系,用空间向量表示问题中涉及的点、直线、平面,把立体几何问题转化为向量问题;(化为向量问题)(2)通过向量运算,研究点、直线、平面之间的位置关系以及它们之间距离和夹角等问题;(进行向量运算)(3)把向量的运算结果“翻译”成相应的几何意义回到图形问题)二、例题讲解1. 出示例1:已知空间四边形OABC中,,.求证:.证明:= =-.∵,, ∴,, ,.∴,.∴=,=0. ∴2. 出示例2:如图,已知线段AB在平面α内,线段,线段BD⊥AB,线段,,如果AB=a,AC=BD=b,求C、D间的距离.解:由,可知.由可知,<>=,∴==+++2(++) ==. ∴.3. 出示例3:如图,M、N分别是棱长为1的正方体的棱、的中点.求异面直线MN与所成的角.解:∵=,=,∴=·=(+++). ∵,,,∴,,, ∴==. …求得 cos<>,∴<>=.4. 小结:利用向量解几何题的一般方法:把线段或角度转化为向量表示式,并用已知向量表示未知向量,然后通过向量的运算去计算或证明.三、巩固练习 作业:课本P116 练习 1、2题.。