求空间向量的数量积
[例1] 已知长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=AA1=2,AD=4,E为侧面AA1B1B的中心,F为A1D1的中点.求下列向量的数量积:
(1)·;
(2)·.
[思路点拨] 法一:基向量法:
与,与的夹角不易求,可考虑用向量、、表示向量、、、,再求结论即可.
法二:坐标法:
建系→求相关点坐标→向量坐标→数量积.
[精解详析] 法一:(基向量法)如图所示,设=a,=b,=c,则|a|=
|c|=2,|b|=4,a·b=b·c=c·a=0.
(1)·=·(+)=b·=|b|2=42=16.
(2)·=(+)·(+)=·(a+c)=|c|2-|a|2=22-22=0.
法二:(坐标法)以A为原点建立空间直角坐标系,如图所示,则B(2,0,0),C(2,4,0),E(1,0,1),D1(0,4,2),F(0,2,2),A(0,0,0),B1(2,0,2),
∴=(0,4,0),=(-1,4,1),=(-2,2,2),=(2,0,2),
∴(1)·=0×(-1)+4×4+0×1=16;
(2)·=-2×2+2×0+2×2=0.
[一点通]
解决此类问题的常用方法有两种:
(1)基向量法:首先选取基向量,然后用基向量表示相关的向量,最后利用数量积的定义计算.注意:基向量的选取要合理,一般选模和夹角都确定的向量.
(2)坐标法:对于建系比较方便的题目,采用此法较简单,只需建系后找出相关点的