要点诠释:
(1)夹角公式可以根据数量积的定义推出:
,其中θ的范围是
(2)
(3) 用此公式求异面直线所成角等角度时,要注意所求角度与θ的关系(相等,互余,互补)。
(5)空间向量平行和垂直的条件
若,,则
①,,
②
规定:与任意空间向量平行或垂直
作用:证明线线平行、线线垂直.
【典型例题】
类型一、 空间向量的坐标表示
例1. 如下图,已知在正四棱锥P-ABCD中,O为底面中心,底面边长和高都是2,E、F分别是侧棱PA、PB的中点,分别按照下列要求建立空间直角坐标系,写出点A、B、C、D、P、E、F的坐标.
(1)如下图甲,以O为坐标原点,分别以射线DA、DC、OP的指向为x轴、y轴、z轴的正方向,建立空间直角坐标系;
(2)如下图乙,以O为坐标原点,分别以射线OA、OB、OP的指向为x轴、y轴、z轴的正方向,建立空间直角坐标系.
【思路点拨】 要求空间某一点M的坐标,只要求出以原点O为起点、M为终点的向量的坐标即可.
【解析】(1)因为点B在坐标平面xOy内,且底面正方形的中心为O、边长为2,所以,所以向量的坐标为(1,1,0),即点B的坐标为B(1,1,0).
同理可得A(1,-1,0),C(-1,1,0),D(-1,-1,0).
又点P在z轴上,所以,