角形,且PA=AD,
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f∴AB,AP,AD两两垂直,以A为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系Axyz,则A000,B200,C220,D020,P002,E001,F011,
G120.
→→→∴PB=20,-2,FE=0,-10,FG=11,-1,→→→设PB=sFE+tFG,即20,-2=s0,-10+t11,-1,
t=2,∴t-s=0,-t=-2,
→→→∴PB=2FE+2FG,
解得s=t=2,
→→又∵FE与FG不共线,→→→∴PB,FE与FG共面.∵PB平面EFG,∴PB∥平面EFG
利用空间向量证明垂直问题
2017开封模拟如图774,已知AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,△ACD为等边三角形,AD=DE=2AB求证:平面BCE⊥平面CDE【导学号:79140249】
图774
证明设AD=DE=2AB=2a,建立如图所示的空间直角坐标系Axyz,则A000,
C2a00,B00,a,Da,3a0,Ea,3a2a.
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f→→→→所以BE=a,3a,a,BC=2a0,-a,CD=-a,3a0,ED=00,-2a.设平面BCE的法向量为
1=x1,y1,z1,→→由
1BE=0,
1BC=0可得
ax1+3ay1+az1=0,2ax1-az1=0,
即
x1+3y1+z1=0,2x1-z1=0
令z1=2,可得
1=1,-3,2.设平面CDE的法向量为
2=x2,y2,z2,→→由
2CD=0,
2ED=0可得
-ax2+3ay2=0,-2az2=0,-x2+3y2=0,即z2=0
令y2=1,可得
2=3,10.因为
1
2=1×3+1×-3=0所以
1⊥
2,所以平面BCE⊥平面CDE
若本例中条件不变,点F是CE的中点,证明DF⊥平面BCE证明由例2知C2a00,Ea,3a2a,平面BCE的法向量
1=1,-3,2.∵点F是CE的中点,∴F→a3a∴DF=,-,a22→a→∴DF=
1,∴DF∥
1,2故DF⊥平面BCE3a3a,,a,22
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f规律方法1利用已知的线面垂直关系构建空间直角坐标系,准确写出相关点的坐标,从而将几何证明转化为向量运算其中灵活建系是解题的关键2用向量证明垂直的方法1线线垂直:证明两直线所在的方向向量互相垂直,即证它们的数量积为零2线面垂直:证明直线的方向向量与平面的法向量共线,或将线面垂直的判定定理用向量表示3面面垂直:证明两个平面的法向量垂直,或将面面垂直的判定定理用向量表示跟踪训练如图775所示,已知四棱锥PABCD的底面是直角梯形,∠ABC=∠BCD=90°,
AB=BC=PB=PC=2CD,侧面PBC⊥底面ABCD
图775证明:1PA⊥BD;2平面PAD⊥平面PAB证明1取BC的中点O,连接PO,∵平面PBC⊥底面ABCD,△PBC为等边三角形,∴PO⊥底面ABCD
以Br