高考解析



  空间向量在高一学习了平面向量后,在高二下(B)中又重新介绍,可见向量知识的重要性在加强,一方面它既是数学中的重要概念,另一方面它可以计算,并为立体几何中的求角求距离提供了一种很好的工具,因此,在平常的学习中应几何方法和向量方法均会运用,高考中的试题的出现预计一般也应是两种方法均可解出的问题.

例1、(天津高考试题)如图所示,以正四棱锥V—ABCD底面中心O为坐标原点建立空间直角坐标系O—xyz,其中Ox∥BC,Oy∥AB,E是VC中点,正四棱锥底面边长为2a,高为h.

  (1)求

  (2)记面BCV为α,而DCV为β,若∠BED是二面角α—VC—β的平面角,求∠BED.

分析:

  本题考查空间直角坐标的概念,空间点和向量的坐标表示以及两个向量的夹角的计算方法;考查运用向量研究空间图形的数学思想方法.

解答:

  (1)由题意,知B(a,a,0),C(-a,a,0),D(-a,-a,0),,

    

  (2)若∠BED是二面角α—VC—β的平面角,

    

例2、(上海高考试题)如图所示,三棱柱OAB—O1A1B1,平面OBB1O1⊥平面OAB,∠O1OB=60°,∠AOB=90°,且OB=OO1=2,OA=,求:

  (1)二面角O1—AB—O的大小;

  (2)异面直线A1B与AO1所形成角的大小.

分析:本题主要是应用向量知识求二面角、异面直线所成的角.

解析:

  (1)取OB的中点D,连结O1D,则O1D⊥OB.

    ∵ 平面OBB1O1⊥平面OAB,

    ∴ O1D⊥平面OAB.

    过D作AB的垂线,垂足为E,连结O1E,则O1E⊥AB.

    ∴ ∠DEO1为二面角O1—AB—O的平面角.

    

  (2)以O点为原点,分别以OA,OB所在直线为x,y轴,过O点且与平面AOB垂直的直线为z轴,建立空间直角坐标系,则

    

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