稿件来源:高途
| 1.4.1 用空间向量研究直线、平面的位置关系题目答案及解析如下,仅供参考!
选择性必修一
第一章 空间向量与立体几何
1.4 空间向量的应用
1.4.1 用空间向量研究直线、平面的位置关系
一副三角板如图拼接,将$\triangle BCD$折起,使得二面角$A-BC-D$为直二面角,求证:平面$ABD\bot $平面$ACD$.
证明见解析
"]]证明:如图所示,取$BC$的中点$O$,连接$OA$,过点$O$作$CD$的平行线,交$BD$于点$E$,
$\because AB=AC$,$\therefore AO\bot BC$,
$\because $二面角$A-BC-D$为直二面角,$\therefore AO\bot $平面$BCD$.
$\therefore AO\bot OE$,$AO\bot OC$,
又$CD\bot BC,OE$∥$CD$,
$\therefore OC\bot OE$.
建立空间直角坐标系$O-xyz.O\left(0,0,0\right)$.
设$CD=2$,则$C(0$,$\sqrt{3}$,$0)$,$D(2$,$\sqrt{3}$,$0)$,$A(0$,$0$,$\sqrt{3}$),$B(0$,$-\sqrt{3}$,$0)$.
$\overrightarrow{DA}=(-2$,$-\sqrt{3}$,$\sqrt{3}$),$\overrightarrow{CD}=\left(2,0,0\right)$,$\overrightarrow{BD}=(2$,$2\sqrt{3}$,$0)$.
设平面$ACD$的法向量$\boldsymbol{m}=\left(x,y,z\right)$.则$\boldsymbol{m}\cdot \overrightarrow{DA}=\boldsymbol{m}\cdot \overrightarrow{CD}=0$,$\therefore -2x-\sqrt{3}y+\sqrt{3}z=0$,$2x=0$,
取$\boldsymbol{m}=\left(0,1,1\right)$.
同理可得:平面$ABD$的法向量$\boldsymbol{n}=(\sqrt{3}$,$-1,1)$.
$\therefore \boldsymbol{m}\cdot \boldsymbol{n}=0-1+1=0$.
$\therefore \boldsymbol{m}\bot \boldsymbol{n}$.
$\therefore $平面$ABD\bot $平面$ACD$.
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