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《巧求平面法向量(方程法)》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、巧求平面法向量在空間直角坐標(biāo)系中,平面的一般方程是(其中系數(shù)a,b,c不同時(shí)為零),則向量為平面的法向量。根據(jù)這一原理,我們可以按下列方法求平面的法向量。定理1:若平面α不經(jīng)過原點(diǎn),,取平面α內(nèi)不共線的三點(diǎn)A、B、C,將其分別坐標(biāo)代入關(guān)于的方程(等號右邊的1也可以是其它任意非零常數(shù)),求出系數(shù)a,b,c的一組值,則向量為平面α的法向量定理2:若平面α經(jīng)過原點(diǎn),取平面α內(nèi)與原點(diǎn)不共線的兩點(diǎn)A、B,將其坐標(biāo)代入關(guān)于的方程,求出系數(shù)a,b,c的一組值,則向量為平面α的法向量。例1:已知如圖正四棱柱ABCD-A1B1C1D1的棱長AA1=2
2、,AB=1,按圖中所建立的坐標(biāo)系,求平面BDC1,平面A1BC1,平面ABC1D1的法向量。解(1)因?yàn)槠矫鍮DC1過原點(diǎn)D,將點(diǎn)B(1,1,0),C1(0,1,2)代入得:所以。不妨設(shè)c=1,可得b=-2,a=2。所以是平面BDC1的法向量A1B1C1D1ABCDExyz(2)因?yàn)槠矫鍭1BC1不過原點(diǎn)D,將點(diǎn)A1(1,0,2),B(1,1,0)C1(0,1,2)代入得:所以所以為平面BDC1的法向量(3)因?yàn)槠矫鍭BC1D1不過原點(diǎn)D,將A1(1,0,2),B(1,1,0)C1(0,0,2)代入1代入得所以是平面ABC1D1的法
3、向量。例2(2010·天津)如圖,在長方體中,、分別是棱,上的點(diǎn),,(1)求異面直線與所成角的余弦值;(2)證明平面(3)求二面角的正弦值。解:如圖所示,建立空間直角坐標(biāo)系,點(diǎn)A為坐標(biāo)原點(diǎn),設(shè),依題意得,,,(1)解:易得,于是.所以異面直線與所成角的余弦值為(2)證明:已知,,于是·=0,·=0.因此,,,又所以平面(3)解:平面不過原點(diǎn),將D、E、F的坐標(biāo)分別代入,則,即所以是平面的法向量。由(2)可知,為平面的一個(gè)法向量。于是,從而所以二面角的正弦值為