- 平面的法向量
- 共243题
已知=(2,2,1),
=(4,5,3),则平面ABC的单位法向量为______.
正确答案
设平面ABC的单位法向量为=(x,y,z)
∵⊥
,∴
•
=2x+2y+z=0…①
同理,•
=4x+5y+3z=0…②
因为是单位向量,所以
=
=1…③
联解①②③,得x=,y=-
,z=
或x=-
,y=
,z=-
∴=(
,-
,
)或
=(-
,
,-
)
故答案为:(,-
,
)或(-
,
,-
)
设向量并确定
的关系,使
轴垂直.
正确答案
解:(9,15,-12)-(4,2,16)=(5,13,-28)
(3,5,-4)
(2,1,8)=6+5-32=-21
由
即当满足
=0即使
与z轴垂直.
略
在棱长为的正方体
中,
、
分别是
、
的中点,求点
到截面
的距离 .
正确答案
以为原点,建立如图所示的空间直角坐标系.
则.
,
;
设面的法向量为
,
则有:,
,
,又
,所以点
到截面
的距离为
=
.
如图,四棱锥的底面是正方形,
⊥平面
,
,点E是SD上的点,且
.
(1)求证:对任意的,都有AC⊥BE;
(2)若二面角C-AE-D的大小为,求
的值.
正确答案
(1)如图建立空间直角坐标系,则
,
,
∴对任意
都成立,
即AC⊥BE恒成立; ……………………6分
(2)显然是平面
的一个法向量,
设平面的一个法向量为
,
∵,
∴,
取,则
,
, ………………10分
∵二面角C-AE-D的大小为,
∴,
∴为所求。
略
如图,三棱柱ABC-A1B1C1中,BC⊥侧面AA1C1C,AC=BC=1,CC1=2, ∠CAA1= ,D、E分别为AA1、A1C的中点.
(1)求证:A1C⊥平面ABC;(2)求平面BDE与平面ABC所成角的余弦值.
正确答案
(1)通过余弦定理来证明AC⊥A1C,以及结合题目中的BC⊥A1C来得到证明。
(2)
试题分析:解:(1)证明:∵BC⊥侧面AA1C1C,A1C在面AA1C1C内,∴BC⊥A1C. 2分
在△AA1C中,AC=1,AA1=C1C=2,∠CAA1=,
由余弦定理得A1C2=AC2+-2AC•AA1cos∠CAA1=12+22-2×1×2×cos
=3,
∴A1C= ∴AC2+A1C2=AA12 ∴AC⊥A1C 5分
∴A1C⊥平面ABC. 6分
(2)由(Ⅰ)知,CA,CA1,CB两两垂直
∴如图,以C为空间坐标系的原点,分别以CA,CA1,CB所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系,则C(0,0,0),B(0,0,1),A(1,0,0),A1(0,,0)
由此可得D(,
,0),E(0,
,0),
=(
,
,-1),
=(0,
,-1).
设平面BDE的法向量为=(x,y,z),则有
令z=1,则x=0,y=
∴=(0,
,1) 9分
∵A1C⊥平面ABC ∴=(0,
,0)是平面ABC的一个法向量 10分
∴
∴平面BDE与ABC所成锐二面角的余弦值为. 12分
点评:主要是考查了空间中线面位置关系,以及二面角的平面角的求解的综合运用,属于中档题。
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