2018-2019学年高二数学苏教版选修2-1讲义:第1部分 第3章 3.1 3.1.5 空间向量的数量积 Word版含解析
2018-2019学年高二数学苏教版选修2-1讲义:第1部分 第3章 3.1 3.1.5 空间向量的数量积 Word版含解析第5页

  [例2] 如图所示,在平行六面体ABCD-A′B′C′D′中,AB=4,AD=3,AA′=5,∠BAD=90°,∠BAA′=∠DAA′=60°.

  (1)求AC′的长;

  (2)求与的夹角的余弦值.

  [思路点拨] 求线段长,要利用向量的方法求解,关键是找到表示的基向量,只要模与夹角均可知,则问题可求解,求夹角问题则是向量数量积的逆用.

  [精解详析] (1)∵=++,

  ∴||2=(++)2

  =||2+||2+||2+2(·+·+·)

  =42+32+52+2(0+10+7.5)=85.

  ∴||=.

  (2)法一:设与的夹角为θ,

  ∵ABCD是矩形,∴||==5.

  ∴由余弦定理可得

  cos θ===.

  法二:设=a,=b,=c,

  依题意得·=(a+b+c)·(a+b)

  =a2+2a·b+b2+a·c+b·c

  =16+0+9+4×5×cos 60°+3×5×cos 60°

  =16+9+10+=,

  ∴cos θ===.

  [一点通] 

  1.求两点间的距离或某线段的长度,就是把此线段用向量表示,然后用|a|2=a·a,即|a|=通过向量运算求|a|.

  2.对于空间向量a、b,有cos〈a,b〉=.

利用这一结论,可以较方便地求解异面直线所成角的问题,由于向量的夹角的取值范围为[0,π],而异面直线所成的角的取值范围为,故〈a,b〉∈时,它们相等