1的一个法向量.2平面BDEF的一个法向量.
图3-2-3
【解】设正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,则D000,B220,A200,C020,
E102
f1连AC,因为AC⊥平面BDD1B1,所以A→C=-220为平面BDD1B1的一个法向量.2D→B=220,D→E=102.
设平面BDEF的一个法向量为
=x,y,z.
D→B=0∴
D→E=0,
2x+2y=0∴
x+2z=0,
y=-x∴z=-12x
令x=2得y=-2,z=-1
∴
=2,-21即为平面BDEF的一个法向量长方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别是面对角线B1D1,A1B上的点,且D1E
=2EB1,BF=2FA1求证:EF∥AC1
【自主解答】如图所示,分别以DA,DC,DD1所在的直线为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,设DA=a,DC=b,DD1=c,则得下列各点的坐标:Aa00,C10,b,c,E23a,23b,c,Fa,b3,23c.
∴F→E=-a3,b3,3c,A→C1=-a,b,c,∴F→E=13A→C1又FE与AC1不共线,∴直线EF∥AC1
利用向量法证明线线平行的方法与步骤:
f图3-2-4如图3-2-4所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别为DD1和BB1的中点.求证:四边形AEC1F是平行四边形.【证明】以点D为坐标原点,分别以D→A,D→C,D→D1为正交基底建立空间直角坐标系,不妨设正方体的棱长为1,则A100,E00,12,C1011,F11,12,
∴A→E=-10,12,F→C1=-1,0,12,E→C1=01,12,A→F=01,12,∴A→E=F→C1,E→C1=A→F,
∴A→E∥F→C1,E→C1∥A→F,
又∵FAE,FEC1,∴AE∥FC1,EC1∥AF,
∴四边形AEC1F是平行四边形
利用空间向量证明线面平行
f面DBC1
图3-2-5如图3-2-5,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,D是AC的中点,求证:AB1∥平
【自主解答】以A为坐标原点建立空间直角坐标系.
设正三棱柱的底面边长为aa0,侧棱长为bb0,
则A000,B23a,a2,0,B123a,a2,b,C10,a,b,D0,a2,0,∴A→B1=23a,a2,b,B→D=-23a00,D→C1=0,a2,b.
设平面DBC1的一个法向量为
=x,y,z,
B→D=-23ax=0,则
D→C1=a2y+=0,
x=0,∴z=-2aby
不妨令y=2b,则
=02b,-a.
由于A→B1
=ab-ab=0,因此A→B1⊥
又AB1平面DBC1,∴AB1∥平面DBC1
利用空间向量证明线面平行一般有三种方法:
f方法一:证明直线的方向向量与平面内任意两个不共线的向量共面,即可用平面内的一组基底表示.
方法二:证明直线的方向向量与平面内某一向量共线,转化为线线平行,利用线面平行判定定理得证.
方法三:先求直线的方向向量,然后求平面的法向量,证明方向向量与平面的法向量垂直.
在r