2019-2020学年人教A版选修2-1 立体几何与空间向量 学案
2019-2020学年人教A版选修2-1   立体几何与空间向量    学案第1页

1.(2017·青岛质检)在平面四边形ABCD中,AB=BD=CD=1,AB⊥BD,CD⊥BD,将△ABD沿BD折起,使得平面ABD⊥平面BCD,如图.

(1)求证:AB⊥CD;

(2)若M为AD中点,求直线AD与平面MBC所成角的正弦值.

(1)证明 ∵平面ABD⊥平面BCD,平面ABD∩平面BCD=BD,AB⊂平面ABD,AB⊥BD,∴AB⊥平面BCD.又CD⊂平面BCD,∴AB⊥CD.

(2)解 过点B在平面BCD内作BE⊥BD,如图.

由(1)知AB⊥平面BCD,

BE⊂平面BCD,BD⊂平面BCD,

∴AB⊥BE,AB⊥BD.

以B为坐标原点,分别以\s\up6(→(→),\s\up6(→(→),\s\up6(→(→)的方向为x轴,y轴,z轴的正方向建立空间直角坐标系.

依题意,得B(0,0,0),C(1,1,0),D(0,1,0),A(0,0,1),

M,则\s\up6(→(→)=(1,1,0),\s\up6(→(→)=,\s\up6(→(→)=(0,1,-1).

设平面MBC的法向量为n=(x0,y0,z0),

则\s\up6(→(n·\o(BC,\s\up6(→)即

取z0=1,得平面MBC的一个法向量为n=(1,-1,1).

设直线AD与平面MBC所成角为θ,

则sin θ=| cos〈n,\s\up6(→(→)〉|=\s\up6(→(AD,\s\up6(→)=,

即直线AD与平面MBC所成角的正弦值为.

2.如图,三棱锥P-ABC中,PC⊥平面ABC,PC=3,∠ACB=.D,E分别为线段AB,BC上的点,且CD=DE=,CE=2EB=2.

(1)证明:DE⊥平面PCD;

(2)求二面角A-PD-C的余弦值.

(1)证明 由PC⊥平面ABC,DE⊂平面ABC,故PC⊥DE.

由CE=2,CD=DE=得△CDE为等腰直角三角形,故CD⊥DE.

由PC∩CD=C,DE垂直于平面PCD内两条相交直线,故DE⊥平面PCD.

(2)解 由(1)知,△CDE为等腰直角三角形,