指引学生利用空间向量解决空间角问题
2014-05-30董晖
数学学习与研究 2014年5期
董晖
求解空间角是立体几何中很重要的一个内容,也是人教版新教材理科高考的大纲要求内容,通过空间向量的方法可以解决空间立体几何中线线角、线面角、面面角的求角度问题.
学生已掌握了平面向量、立体几何、空间向量及运算等相关知识,初步具备了利用代数方法解决空间几何问题的能力和空间想象力,因此应用向量法解决立体问题将是一个很好的途径.空间角的计算问题联系广,涉及面宽,便于综合考查学生分析问题、解决问题的能力.
空间角中异面直线所成的角、直线与平面所成的角及二面角的取值范围分别是:0°< θ≤90°
例3是用向量法求二面角的常规题,解答过程中的主要步骤是求法向量,所以学生应该熟练掌握求法向量的方法.利用向量法求二面角的一般步驟是:(1)恰当地构建空间直角坐标系;(2)求平面的法向量;(3)代入空间向量的夹角公式,求得其余弦值;(4)根据题意,转化为几何结论.
空间各种角的计算方法都是转化为平面角或两向量的夹角来计算的.平行和垂直可以看作是空间角的特殊情况.向量方法并不是万能的,只有那些适于建立空间直角坐标系的题目才更加适合.因地制宜地建立空间直角坐标系,从而将空间问题用坐标运算求解,这样有助于学生避免较为复杂的空间想象,通过计算就可以解决问题.