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∵1111,由共线向量定理可知,点E、F、G、H共面.
(2)EFOFOEkOBkOAkOBOAkAB,
∴EFAB,
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又∵EF平面AC,AB平面AC,∴EF∥平面AC.同理FG∥平面AC,∵EFFGF,∴平面AC平面EG.
【总结升华】在求一个向量由其他向量来表示的时候,通常是利用向量的三角形法则、平行四边形法则和共线向量的特点,把要求的向量逐步分解,向已知向量靠近,进行求解.若要证明两直线平行,只需判断两
直线所在的向量是否满足线性关系ab即可.在本题第(1)题的解析中运用了共面向量定理的推论,其实利用共面向量定理也可以给予证明,同学们试一试.举一反三:
【变式1】已知a3m2
4p0,bx1m8
2yp,且m
p不共面.若ab,求xy的值.
【答案】x13y8由题意列等式:x182y,解得x13y8.324
【变式2】2015秋辽宁校级月考下列各组向量共面的是()
A.a1,0,1,b1,1,0,c0,1,1B.a1,0,0,b0,1,1,c0,0,1C.a1,1,1,b1,1,0,c1,0,1D.a1,1,0,b1,0,1,c0,1,1
【答案】A类型四:空间向量在立体几何中的应用
例4.四棱锥PABCD中,底面ABCD是矩形,PA平面ABCD,PAAD4,AB2.以AC的中点O为球心、AC为直径的球面交PD于点M,交PC于点N.
P
NM
A
D
O
B
C
(1)求证:平面ABM⊥平面PCD;
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(2)求直线CD与平面ACM所成的角的正弦值;(3)求点N到平面ACM的距离.【思路点拨】建立适当的空间直角坐标系,将立体几何问题转化为空间向量问题,再通过向量运算判断向量的平行、垂直及计算向量的夹角,最后再翻译成图形语言.(1)将证明平面ABM⊥平面PCD转化为证明平面ABM的法向量与平面PCD的法向量垂直;(2)直线CD与平面ACM的夹角的正弦值就是直线CD的方向向量与平面ACM的法向量的夹角的余弦值的绝对值;(3)由于N点坐标不确定,故将求点N到平面ACM的距离,转化为求求点P到平面ACM的距离.【解析】
(1)方法一:∵AC是所作球面的直径,∴AMMC。又∵PA⊥平面ABCD,∴PACD,∵CDAD,∴CD⊥平面PAD,∴CD⊥AM,∴AM⊥平面PAD,∴平面ABM⊥平面PCD.
方法二:如图所示,建立空间直角坐标系,则
A000,P004,B200,C240,D040,M022.
∴AB2,0,0,AM0,2,2,
设平面ABM的法向量为
1x,y,z,则
1ABx,y,z2,0r