2018-2019学年北师大版选修2-1 空间向量的运算(二) 学案
2018-2019学年北师大版选修2-1   空间向量的运算(二)  学案第3页

解析 ∵a+b+c=0,∴(a+b+c)2=0,

∴a2+b2+c2+2(a·b+b·c+c·a)=0,

∴a·b+b·c+c·a=-=-13.

题型二 利用数量积求夹角

例2 如图,在空间四边形OABC中,OA=8,AB=6,AC=4,BC=5,∠OAC=45°,∠OAB=60°,求OA与BC所成角的余弦值.

解 因为\s\up6(→(→)=\s\up6(→(→)-\s\up6(→(→),

所以\s\up6(→(→)·\s\up6(→(→)=\s\up6(→(→)·\s\up6(→(→)-\s\up6(→(→)·\s\up6(→(→)

=|\s\up6(→(→)||\s\up6(→(→)|cos〈\s\up6(→(→),\s\up6(→(→)〉-|\s\up6(→(→)||\s\up6(→(→)|cos〈\s\up6(→(→),\s\up6(→(→)〉

=8×4×cos135°-8×6×cos120°

=-16+24.

所以cos〈\s\up6(→(→),\s\up6(→(→)〉=\s\up6(→(OA,\s\up6(→)==.

即OA与BC所成角的余弦值为.

反思与感悟 利用向量的数量积,求异面直线所成的角的方法:(1)根据题设条件在所求的异面直线上取两个向量;(2)将求异面直线所成角的问题转化为求向量夹角问题;(3)利用向量的数量积求角的大小;(4)证明两向量垂直可转化为数量积为零.

跟踪训练2 如图所示,正四面体ABCD的每条棱长都等于a,点M,N分别是AB,CD的中点,求证:MN⊥AB,MN⊥CD.

证明 \s\up6(→(→)·\s\up6(→(→)=(\s\up6(→(→)+\s\up6(→(→)+\s\up6(→(→))·\s\up6(→(→)=(\s\up6(→(→)+\s\up6(→(→)+\s\up6(→(→))·\s\up6(→(→)

=(\s\up6(→(→)+\s\up6(→(→)+\s\up6(→(→)-\s\up6(→(→))·\s\up6(→(→)

=a2+a2cos120°+a2cos60°-a2cos60°=0,

所以\s\up6(→(→)⊥\s\up6(→(→),即MN⊥AB.同理可证MN⊥CD.

题型三 利用数量积求距离

例3 正三棱柱(底面是正三角形的直三棱柱)ABCA1B1C1的各棱长都为2,E、F分别是AB、A1C1的中点,求EF的长.