2010高考数学一轮复习讲义—36空间向量及应用
高三数学一轮复习8.6空间向量及其应用精品课件人教版

中国人民大学附属中学
1.空间向量的概念 向量:在空间,我们把具有大小和方向的量 叫做向量。如位移、速度、力等; 相等向量:长度相等且方向相同的向量叫做 相等向量; 表示方法:用有向线段表示,并且同向且等 长的有向线段表示同一向量或相等的向量.
2.向量运算和运算率 OB OA AB a b BA OA OB a b
D1中,M为A1C1与B1D1的交点。若 AB a ,
,则下列向量中与 BM 相 AD b ,AA 1 c
等的向量是( A ) (A) (B) (C)
1 1 a b c 2 2 1 1 a b c 2 2 1 1 a b c 2 2 1 1 a bc 2 2
D1 A1 M B1 C1
D A B
C
(D)
例4.已知两个非零向量 a =(a1,a2,a3), b =(b1,b2,b3),它们平行的充要条件是 ( D ) A. a :| a | b :| b | B. a1· b1=a2· b2=a3· b3 C. a1b1+a2b2+a3b3=0 D. 存在非零实数k,使 a =k b
例7.已知空间三点A(-2,0,2),B(-1, 1, 2), C(-3,0,4)。设 (1)求 a 和 b =a , =b AB , AC
10 的夹角的余弦; 10
(2)若向量k a + b 与k或k 2 2
记作 a b
例1.有以下命题:①如果向量 a, b 与任何 向量不能构成空间向量的一组基底,那么 a, b 的关系是不共线;②O, A, B, C为空间 四点,且向量 OA, OB, OC 不构成空间的一 个基底,那么点O, A, B, C一定共面;③已 知向量 a, b, c 是空间的一个基底,则向 量 a b, a b, c ,也是空间的一个基底。其 中正确的命题是( C ) (A) ①② (B) ①③ (C) ②③ (D) ①②③
[优选]空间向量的应用-高三数学(新高考)一轮复习优质PPT课件
![[优选]空间向量的应用-高三数学(新高考)一轮复习优质PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/cc745e0d33d4b14e842468de.png)
【 ( 名 师校 整课 理堂 课】本获专奖 题PP)T-空 间向量 的应用 -高三数 学(新 高考) 推 一荐 轮一 复 轮 习复 优习 质 课PP件T课( 共 件PpPpTt)优(质最说新课版稿本()精推选荐)
5.二面角的求法
的直线 (1),如则图二①面,角AB的,大CD小是θ=二〈面A→角B,α-C→Dl-〉β 两个半平面内与棱 l 垂直
范围
(0,π)
0,π2
求法
|a·b| cosβ=|aa·||bb| cos θ=|cosβ|= |a||b|
( 名 师 整 理 课本专 题)空 间向量 的应用 -高三数 学(新 高考) 一轮复 习优质 PPT课 件ppt优 质说课 稿(精 选)
( 名 师 整 理 课本专 题)空 间向量 的应用 -高三数 学(新 高考) 一轮复 习优质 PPT课 件ppt优 质说课 稿(精 选)
答案:D 解析:以 D 为原点,DA,DC,DD1 所在直线分别为 x,y,z 轴 建立空间直角坐标系,如图.设 DA=1,则 A(1,0,0),C(0,1,0), E0,12,1,则A→C=(-1,1,0),D→E=0,12,1,设异面直线 DE 与 AC 所成的角为 θ,则 cos θ=|cos〈A→C,D→E〉|= 1100.故选 D.
为 n,m
α⊥β n⊥m⇔ n·m=0
( 名 师 整 理 课本专 题)空 间向量 的应用 -高三数 学(新 高考) 一轮复 习优质 PPT课 件ppt优 质说课 稿(精 选)
3.异面直线所成角的求法
设 a,b 分别是两异面直线 l1,l2 的方向向量,则
a 与 b 的夹角 β
l1 如图所示,设直线 l 的方向向量为 e,平面 α 的法向量为 n,直 线 l 与平面 α 所成的角为 φ,两向量 e 与 n 的夹角为 θ,
高三数学人教版A版数学(理)高考一轮复习教案空间向量及其运算1

第六节空间向量及其运算空间向量及其应用(1)理解直线的方向向量与平面的法向量.(2)能用向量语言表述直线与直线、直线与平面、平面与平面的垂直、平行关系.(3)能用向量方法证明有关直线和平面位置关系的一些定理(包括三垂线定理).(4)能用向量方法解决直线与直线、直线与平面、平面与平面的夹角的计算问题,了解向量方法在研究立体几何问题中的应用.知识点一空间向量的有关概念1.空间向量的有关概念(1)空间向量:在空间中,具有大小和方向的量叫作空间向量,其大小叫作向量的长度或模.(2)相等向量:方向相同且模相等的向量.(3)共线向量:如果表示空间向量的有向线段所在的直线平行或重合,则这些向量叫作共线向量或平行向量,a平行于b记作a∥b.(4)共面向量:平行于同一平面的向量叫作共面向量.2.空间向量中的有关定理(1)共线向量定理:对空间任意两个向量a,b(b≠0),a∥b⇔存在λ∈R,使a=λb.(2)共面向量定理:若两个向量a,b不共线,则向量p与向量a,b共面⇔存在唯一的有序实数对(x,y),使p=x a+y b.(3)空间向量基本定理:如果三个向量a,b,c不共面,那么对空间任一向量p,存在一x,y,z使得p=x a+y b+z c.其中{a,b,c}叫作空间的一个基底.个唯一的有序实数组{}3.两个向量的数量积(1)非零向量a,b的数量积a·b=|a||b|cos〈a,b〉.(2)空间向量数量积的运算律①结合律:(λa)·b=λ(a·b);②交换律:a·b=b·a;③分配律:a·(b+c)=a·b+a·c.易误提醒(1)共线向量与共面向量区别时注意,平行于同一平面的向量才能为共面向量.(2)空间任意三个不共面的向量都可构成空间的一个基底.(3)由于0与任意一个非零向量共线,与任意两个非零向量共面,故0不能作为基向量. (4)基底选定后,空间的所有向量均可由基底唯一表示.[自测练习]1.已知空间四边形OABC 中,OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,点M 在OA 上,且OM =2MA ,N 为BC 中点,则MN →=( )A.12a -23b +12c B .-23a +12b +12cC.12a +12b -12cD.23a +23b -12c 解析:如图所示, MN →=MA →+AB →+BN → =13OA →+(OB →-OA →)+12BC → =OB →-23OA →+12(OC →-OB →)=12OB →-23OA →+12OC →=-23a +12b +12c .答案:B2.已知a =(λ+1,0,2),b =(6,2μ-1,2λ),若a ∥b ,则λ与μ的值可以是( ) A .2,12B .-13,12C .-3,2D .2,2解析:∵a ∥b ,∴b =k a ,即(6,2μ-1,2λ)=k (λ+1,0,2), ∴⎩⎪⎨⎪⎧6=k (λ+1),2μ-1=0,2λ=2k ,解得⎩⎪⎨⎪⎧ λ=2,μ=12,或⎩⎪⎨⎪⎧λ=-3,μ=12.答案:A知识点二 空间向量的坐标表示及其应用 设a =(a 1,a 2,a 3),b =(b 1,b 2,b 3).向量表示 坐标表示 数量积 a ·b a 1b 1+a 2b 2+a 3b 3 共线 a =λb (b ≠0) a 1=λb 1,a 2=λb 2,a 3=λb 3 垂直 a ·b =0(a ≠0,b ≠0)a 1b 1+a 2b 2+a 3b 3=0模 |a |a 21+a 22+a 23夹角 〈a ,b 〉(a ≠0,b ≠0)cos 〈a ,b 〉=a 1b 1+a 2b 2+a 3b 3a 21+a 22+a 23·b 21+b 22+b 23易误提醒 (1)空间向量的坐标运算与坐标原点的位置选取无关,这是因为一个确定的几何体,其“线线”夹角、“点点”距离都是固定的,坐标系的位置不同,只会影响其计算的繁简.(2)进行向量的运算时,在能建系的情况下尽量建系,将向量运算转化为坐标运算. 必备方法 用空间向量解决几何问题的一般步骤: (1)适当的选取基底{a ,b ,c }. (2)用a ,b ,c 表示相关向量. (3)通过运算完成证明或计算问题.[自测练习]3.在空间直角坐标系中,已知点A (1,0,2),B (1,-3,1),点M 在y 轴上,且M 到A 与到B 的距离相等,则M 的坐标是________.解析:设M (0,y,0),由|MA |=|MB |得(1-0)2+(0-y )2+(2-0)2=(1-0)2+(-3-y )2+(1-0)2,解得y =-1.∴M (0,-1,0).答案:(0,-1,0)考点一 空间向量的线性运算|1.设三棱锥O -ABC 中,OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,G 是△ABC 的重心,则OG →等于( ) A .a +b -c B .a +b +c C.12(a +b +c ) D.13(a +b +c )解析:如图所示,OG →=OA →+AG →=OA →+13(AB →+AC →)=OA →+13(OB →-OA →+OC →-OA →)=13(a +b +c ).答案:D2.如图所示,已知空间四边形O -ABC ,其对角线为OB ,AC ,M ,N 分别为OA 、BC 的中点,点G 在线段MN 上,且MG →=2GN →,若OG →=xOA →+yOB →+zOC →,则x ,y ,z 的值分别为________.解析:∵OG →=OM →+MG →=12OA →+23MN →=12OA →+23(ON →-OM →)=12OA →+23ON →-23OM →=12OA →+23×12(OB →+OC →)-23×12OA →=16OA →+13OB →+13OC →,又OG →=xOA →+yOB →+zOC →, 根据空间向量的基本定理,x =16,y =z =13.答案:16,13,13(1)选定空间不共面的三个向量作基向量,并用它们表示出指定的向量,是用向量解决立体几何问题的基本要求.(2)空间向量问题实质上是转化为平面向量问题来解决的,即把空间向量转化到某一个平面上,利用三角形法则或平行四边形法则来解决.考点二 共线向量与共面向量定理的应用|已知E ,F ,G ,H 分别是空间四边形ABCD 中边AB ,BC ,CD ,DA 的中点. (1)求证:E ,F ,G ,H 四点共面; (2)求证:BD ∥平面EFGH ;(3)设M 是EG 和FH 的交点,求证:对空间任一点O ,有OM →=14(OA →+OB →+OC →+OD →).[证明] (1)连接BG ,则EG →=EB →+BG →=EB →+12(BC →+BD →)=EB →+BF →+EH →=EF →+EH →,由共面向量定理知,E ,F ,G ,H 四点共面.(2)因为EH →=AH →-AE →=12AD →-12AB →=12(AD →-AB →)=12BD →,所以EH ∥BD .又EH ⊂平面EFGH ,BD ⊄平面EFGH , 所以BD ∥平面EFGH .(3)任取一点O ,并连接OM ,OA ,OB ,OC ,OD ,OE ,OG . 由(2)知EH →=12BD →,同理FG →=12BD →,所以EH →=FG →,即EH 綊FG , 所以四边形EFGH 是平行四边形, 所以EG ,FH 被点M 平分.故OM →=12(OE →+OG →)=12OE →+12OG →=12⎣⎡⎦⎤12(OA →+OB →)+12⎣⎡⎦⎤12(OC →+OD →)=14(OA →+OB →+OC →+OD →).证明点共面问题可转化为证明向量共面问题,如要证明P ,A ,B ,C 四点共面,只要能证明P A →=xPB →+yPC →或对空间任一点O ,有OA →=OP →+xPB →+yPC →或OP →=xOA →+yOB →+zOC →(x +y +z =1)即可.共面向量定理实际上也是三个非零向量所在直线共面的充要条件.1.已知A 、B 、C 三点不共线,对平面ABC 外的任一点O ,若点M 满足OM →=13(OA →+OB→+OC →).(1)判断MA →、MB →、MC →三个向量是否共面; (2)判断点M 是否在平面ABC 内. 解:(1)由已知OA →+OB →+OC →=3 OM →, ∴OA →-OM →=(OM →-OB →)+(OM →-OC →), 即MA →=BM →+CM →=-MB →-MC →, ∴MA →,MB →,MC →共面.(2)由(1)知MA →,MB →,MC →共面且过同一点M ,所以四点M ,A ,B ,C 共面,从而点M 在平面ABC 内.考点三 利用空间向量证明平行、垂直|如图所示的长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,底面ABCD 是边长为2的正方形,O 为AC 与BD 的交点,BB 1=2,M 是线段B 1D 1的中点.(1)求证:BM ∥平面D 1AC ; (2)求证:OD 1⊥平面AB 1C .[证明] (1)建立如图所示的空间直角坐标系,则点O (1,1,0),D 1(0,0,2), ∴OD 1→=(-1,-1,2), 又点B (2,2,0),M (1,1,2), ∴BM →=(-1,-1,2),∴OD 1→=BM →.又∵OD 1与BM 不共线, ∴OD 1∥BM .∵OD 1⊂平面D 1AC ,BM ⊄平面D 1AC , ∴BM ∥平面D 1AC .(2)连接OB 1,点B 1(2,2,2),A (2,0,0),C (0,2,0), ∵OD 1→·OB 1→=(-1,-1,2)·(1,1,2)=0, OD 1→·AC →=(-1,-1,2)·(-2,2,0)=0,∴OD 1→⊥OB 1→, OD 1→⊥AC →,即OD 1⊥OB 1,OD 1⊥AC , 又OB 1∩AC =O ,∴OD 1⊥平面AB 1C .(1)设直线l 1的方向向量为v 1=(a 1,b 1,c 1),l 2的方向向量为v 2=(a 2,b 2,c 2),则l 1∥l 2⇔v 1∥v 2⇔(a 1,b 1,c 1)=k (a 2,b 2,c 2)(k ∈R ).(2)设直线l 的方向向量为v =(a 1,b 1,c 1),平面α的法向量为n =(a 2,b 2,c 2),则l ∥α⇔v ⊥n ⇔a 1a 2+b 1b 2+c 1c 2=0,l ⊥α⇔v ∥n ⇔(a 1,b 1,c 1)=k (a 2,b 2,c 2)(k ∈R ).(3)设平面α的法向量为n 1=(a 1,b 1,c 1),平面β的法向量为n 2=(a 2,b 2,c 2),则α∥β⇔n 1∥n 2,α⊥β⇔n 1⊥n 2.2.在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AA 1=2AB =2BC ,E ,F ,E 1分别是棱AA 1,BB 1,A 1B 1的中点.(1)求证:CE ∥平面C 1E 1F ; (2)求证:平面C 1E 1F ⊥平面CEF .证明:以D 为原点,DA ,DC ,DD 1所在的直线为x 轴,y 轴,z 轴建立空间直角坐标系D -xyz ,设BC =1,则C (0,1,0),E (1,0,1),C 1(0,1,2),F (1,1,1),E 1⎝⎛⎭⎫1,12,2.(1)设平面C 1E 1F 的法向量n =(x ,y ,z ). ∵C 1E 1→=⎝⎛⎭⎫1,-12,0,FC 1→=(-1,0,1), ∴⎩⎪⎨⎪⎧ n ·C 1E 1→=0,n ·FC 1→=0,即⎩⎪⎨⎪⎧x -12y =0,-x +z =0.令x =1,得n =(1,2,1).∵CE →=(1,-1,1),n ·CE →=1-2+1=0, ∴CE ⊥n .又∵CE ⊄平面C 1E 1F , ∴CE ∥平面C 1E 1F .(2)设平面EFC 的法向量为m =(a ,b ,c ), 由EF →=(0,1,0),FC →=(-1,0,-1), ∴⎩⎪⎨⎪⎧m ·EF →=0,m ·FC →=0,即⎩⎪⎨⎪⎧b =0,-a -c =0.令a =-1,得m =(-1,0,1).∵m ·n =1×(-1)+2×0+1×1=-1+1=0, ∴平面C 1E 1F ⊥平面CEF .16.混淆空间“向量平行”与“向量同向”致错【典例】 已知向量a =(1,2,3),b =(x ,x 2+y -2,y ),并且a ,b 同向,则x ,y 的值分别为________.[解析] 由题意知a ∥b ,所以x 1=x 2+y -22=y 3,即⎩⎪⎨⎪⎧y =3x ,x 2+y -2=2x , 解得⎩⎪⎨⎪⎧ x =1,y =3,或⎩⎪⎨⎪⎧x =-2,y =-6.当⎩⎪⎨⎪⎧x =-2,y =-6,时,b =(-2,-4,-6)=-2a ,所以a ,b 两向量反向,不符合题意,舍去.当⎩⎪⎨⎪⎧ x =1,y =3,时,b =(1,2,3)=a ,a 与b 同向,所以⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =3. [答案] x =1,y =3[易误点评] 只考虑a ∥b ,忽视了同向导致求解多解.[防范措施] 两向量平行和两向量同向不是等价的,同向是平行的一种情况,两向量同向能推出两向量平行,但反之不成立,也就是说两向量同向是两向量平行的充分不必要条件.[跟踪练习] (2015·成都模拟)已知a =(λ+1,0,2),b =(6,2u -1,2λ),若a ∥b ,则λ与u 的值可以是( )A .2,12B .-13,12C .-3,2D .2,2解析:由a ∥b 验证当λ=2,u =12时成立.答案:AA 组 考点能力演练1.(2015·深圳模拟)已知三棱锥O -ABC ,点M ,N 分别为AB ,OC 的中点,且OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,用a ,b ,c 表示MN →,则MN →等于( )A.12(b +c -a ) B.12(a +b -c ) C.12(a -b +c ) D.12(c -a -b ) 解析:MN →=MA →+AO →+ON →=12(c -a -b ).答案:D2.已知四边形ABCD 满足:AB →·BC →>0,BC →·CD →>0,CD →·DA →>0,DA →·AB →>0,则该四边形为( )A .平行四边形B .梯形C .长方形D .空间四边形解析:由AB →·BC →>0,BC →·CD →>0,CD →·DA →>0,DA →·AB →>0,知该四边形一定不是平面图形,故选D.答案:D3.已知a =(2,-1,3),b =(-1,4,-2),c =(7,5,λ).若a ,b ,c 三向量共面,则实数λ等于( )A.627B.637C.607D.657解析:由题意得c =t a +μb =(2t -μ,-t +4μ,3t -2μ),∴⎩⎪⎨⎪⎧7=2t -μ,5=-t +4μ,λ=3t -2μ.∴⎩⎪⎨⎪⎧t =337,μ=177,λ=657.答案:D4.(2016·东营质检)已知A (1,0,0),B (0,-1,1),OA →+λOB →与OB →的夹角为120°,则λ的值为( )A .±66B.66C .-66D .±6解析:OA →+λOB →=(1,-λ,λ), cos 120°=λ+λ1+2λ2·2=-12,得λ=±66.经检验λ=66不合题意,舍去,∴λ=-66. 答案:C5.设A (3,3,1),B (1,0,5),C (0,1,0),AB 的中点为M ,则|CM |等于( ) A.534 B.532 C.532D.132解析:设M (x ,y ,z ),则x =3+12=2,y =3+02=32,z =1+52=3,即M ⎝⎛⎭⎫2,32,3,|CM |=(2-0)2+⎝⎛⎭⎫32-12+(3-0)2=532.故选C. 答案:C6.(2016·合肥模拟)向量a =(2,0,5),b =(3,1,-2),c =(-1,4,0),则a +6b -8c =________. 解析:由a =(2,0,5),b =(3,1,-2),c =(-1,4,0),∴a +6b -8c =(28,-26,-7). 答案:(28,-26,-7)7.已知向量a ,b 满足条件:|a |=2,|b |=2,且a 与2b -a 互相垂直,则a 与b 的夹角为________.解析:由于a 与2b -a 互相垂直,则a ·(2b -a )=0,即2a·b -|a |2=0,所以2|a ||b |cos a ,b -|a |2=0,则42cosa ,b -4=0,则cos a ,b=22,所以a 与b 的夹角为45°. 答案:45°8.空间四边形OABC 中,OB =OC ,且∠AOB =∠AOC =π3,则cos OA →,BC →的值为________.解析:OA →·BC →=OA →·(OC →-OB →)=OA →·OC →-OA →·OB →=|OA →||OC →|cos OA →,OC→-|OA →||OB→|·cos OA →,OB →.∵OB =OC ,∠AOB =∠AOC =π3,∴OA →·BC →=0,即OA →⊥BC →,∴cos OA →,BC →=0.答案:09.(2016·唐山模拟)已知空间三点A (-2,0,2),B (-1,1,2),C (-3,0,4),设a =AB →,b=AC →.(1)求a 和b 夹角的余弦值.(2)设|c |=3,c ∥BC →,求c 的坐标.解:(1)因为AB →=(1,1,0),AC →=(-1,0,2),所以a ·b =-1+0+0=-1,|a |=2,|b |= 5.所以cos 〈a ,b 〉=a ·b |a ||b |=-12×5=-1010. (2)BC →=(-2,-1,2).设c =(x ,y ,z ),因为|c |=3,c ∥BC →,所以x 2+y 2+z 2=3,存在实数λ使得c =λBC →,即⎩⎪⎨⎪⎧ x =-2λ,y =-λ,z =2λ联立解得⎩⎪⎨⎪⎧ x =-2,y =-1,z =2,λ=1,或⎩⎪⎨⎪⎧ x =2,y =1,z =-2,λ=-1,所以c =±(-2,-1,2).10.(2016·太原模拟)如图,直三棱柱ABC -A 1B 1C 1,底面△ABC 中,CA =CB =1,∠BCA =90°,棱AA 1=2,M ,N 分别是A 1B 1,A 1A 的中点.(1)求BN →的模.(2)求cos 〈BA 1→,CB 1→〉的值.(3)求证:A 1B ⊥C 1M .解:如图,建立空间直角坐标系.(1)依题意得B (0,1,0),N (1,0,1),所以|BN →|=(1-0)2+(0-1)2+(1-0)2= 3.(2)依题意得A 1(1,0,2),B (0,1,0),C (0,0,0),B 1(0,1,2).所以BA 1→=(1,-1,2),CB 1→=(0,1,2),BA 1→·CB 1→=3,|BA 1→|=6,|CB 1→|=5,所以cos 〈BA 1→,CB 1→〉=BA 1→·CB 1→|BA 1→||CB 1→|=11030. (3)依题意,得C 1(0,0,2),M ⎝⎛⎭⎫12,12,2,A 1B →=(-1,1,-2),C 1M →=⎝⎛⎭⎫12,12,0. 所以A 1B →·C 1M →=-12+12+0=0, 所以A 1B →⊥C 1M →.所以A 1B ⊥C 1M .B 组 高考题型专练1.(2014·高考广东卷)已知向量a =(1,0,-1),则下列向量中与a 成60°夹角的是( )A .(-1,1,0)B .(1,-1,0)C .(0,-1,1)D .(-1,0,1)解析:经检验,选项B 中向量(1,-1,0)与向量a =(1,0,-1)的夹角的余弦值为12,即它们的夹角为60°,故选B.答案:B2.(2014·高考江西卷)如图,在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AB =11,AD =7,AA 1=12.一质点从顶点A 射向点E (4,3,12),遇长方体的面反射(反射服从光的反射原理),将第i -1次到第i 次反射点之间的线段记为L i (i =2,3,4),L 1=AE ,将线段L 1,L 2,L 3,L 4竖直放置在同一水平线上,则大致的图形是( )解析:由对称性知质点经点E 反射到平面ABCD 的点E 1(8,6,0)处.在坐标平面xAy 中,直线AE 1的方程为y =34x ,与直线DC 的方程y =7联立得F ⎝⎛⎭⎫283,7,0.由两点间的距离公式得E 1F =53, ∵tan ∠E 2E 1F =tan ∠EAE 1=125,∴E 2F =E 1F ·tan ∠E 2E 1F =4.∴E 2F 1=12-4=8.∴L 3L 4=E 1E 2E 2E 3=E 2F E 2F 1=48=12.故选C.答案:C3.(2015·高考浙江卷)已知e 1,e 2是空间单位向量,e 1·e 2=12.若空间向量b 满足b ·e 1=2,b ·e 2=52,且对于任意x ,y ∈R ,|b -(x e 1+y e 2)|≥|b -(x 0e 1+y 0e 2)|=1(x 0,y 0∈R ),则x 0=________,y 0=________,|b |=________.解析:∵e 1,e 2是单位向量,e 1·e 2=12,∴cos 〈e 1,e 2〉=12,又∵0°≤〈e 1,e 2〉≤180°,∴〈e 1,e 2〉=60°.不妨把e 1,e 2放到空间直角坐标系O -xyz 的平面xOy 中,设e 1=(1,0,0),则e 2=⎝⎛⎭⎫12,32,0,再设OB →=b =(m ,n ,r ),由b ·e 1=2,b ·e 2=52,得m =2,n =3,则b =(2,3,r ).而x e 1+y e 2是平面xOy 上任一向量,由|b -(x e 1+y e 2)|≥1知点B (2,3,r )到平面xOy 的距离为1,故可得r =1.则b =(2,3,1),∴|b |=2 2.又由|b -(x e 1+y e 2)|≥|b -(x 0e 1+y 0e 2)|=1知x 0e 1+y 0e 2=(2,3,0),解得x 0=1,y 0=2. 答案:1,2,22。
高考一轮复习 空间向量运算 知识点+例题+练习

1.空间向量的有关概念及定理(1)空间向量:在空间中,具有________和________的量叫做空间向量.(2)相等向量:方向________且模________的向量.(3)共线向量定理对空间任意两个向量a ,b (a ≠0),b 与a 共线的充要条件是________________________.(4)共面向量定理如果两个向量a ,b 不共线,那么向量p 与向量a ,b 共面的充要条件是存在有序实数对(x ,y ),使得p =x a +y b ,推论的表达式为MP →=xMA →+yMB →或对空间任意一点O 有,OP →=________________或OP →=xOA →+yOB →+zOM →,其中x +y +z =____.(5)空间向量基本定理如果三个向量e 1,e 2,e 3不共面,那么对空间任一向量p ,存在惟一的有序实数组(x ,y ,z ),使得p =________________________,把{e 1,e 2,e 3}叫做空间的一个基底.2.空间向量的坐标表示及应用(1)数量积的坐标运算若a =(a 1,a 2,a 3),b =(b 1,b 2,b 3),则a·b =__________________________________________________________________.(2)共线与垂直的坐标表示设a =(a 1,a 2,a 3),b =(b 1,b 2,b 3),若b ≠0,则a ∥b ⇔________⇔__________,________,______________,a ⊥b ⇔__________⇔________________________(a ,b 均为非零向量).(3)模、夹角和距离公式设a =(a 1,a 2,a 3),b =(b 1,b 2,b 3),则|a |=a·a =________________________________,cos 〈a ,b 〉=a·b |a||b|=______________________________________________________. 若A (a 1,b 1,c 1),B (a 2,b 2,c 2),则|AB →|=______________________________.3.利用空间向量证明空间中的位置关系若直线l ,l 1,l 2的方向向量分别为v ,v 1,v 2,平面α,β的法向量分别为n 1,n 2,利用向量证明空间中平行关系与垂直关系的基本方法列表如下: 平行 垂直直线 与直线 l 1∥l 2⇔v 1∥v 2⇔v 1=λv 2(λ为非零实数)l 1⊥l 2⇔v 1⊥v 2⇔v 1·v 2=0 直线 与平面 ①l ∥α⇔v ⊥n 1⇔v ·n 1=0②l ∥α⇔v =x v 1+y v 2其中v 1,v 2为平面α内不共线向量,x , y 均为实数l ⊥α⇔v ∥n 1⇔v =λn 1(λ为非零实数)平面 与平面 α∥β⇔n 1∥n 2⇔n 1=λn 2(λ为非零实数)α⊥β⇔n 1⊥n 2⇔n 1·n 2=0自我检测1.若a =(2x,1,3),b =(1,-2y,9),且a ∥b ,则x =______________________,y =________.2.如图所示,在平行六面体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,M 为AC 与BD 的交点,若A 1B 1→=a ,A 1D 1→=b ,A 1A →=c ,则B 1M →用a ,b ,c 表示为________.3.在平行六面体ABCD —A ′B ′C ′D ′中,已知∠BAD =∠A ′AB =∠A ′AD =60°,AB =3,AD =4,AA ′=5,则|AC ′→|=________.4.下列4个命题:①若p =x a +y b ,则p 与a 、b 共面;②若p 与a 、b 共面,则p =x a +y b ;③若MP →=xMA →+yMB →,则P 、M 、A 、B 共面;④若P 、M 、A 、B 共面,则MP →=xMA →+yMB →.其中真命题是________(填序号).5.A (1,0,1),B (4,4,6),C (2,2,3),D (10,14,17)这四个点________(填共面或不共面).探究点一 空间基向量的应用例1 已知空间四边形OABC 中,M 为BC 的中点,N 为AC 的中点,P 为OA 的中点,Q 为OB 的中点,若AB =OC ,求证:PM ⊥QN .变式迁移1如图,在正四面体ABCD中,E、F分别为棱AD、BC的中点,则异面直线AF和CE所成角的余弦值为________.探究点二利用向量法判断平行或垂直例2两个边长为1的正方形ABCD与正方形ABEF相交于AB,∠EBC=90°,点M、N分别在BD、AE上,且AN=DM.(1)求证:MN∥平面EBC;(2)求MN长度的最小值.变式迁移2如图所示,已知正方形ABCD和矩形ACEF所在的平面互相垂直,AB=2,AF=1,M是线段EF的中点.求证:(1)AM∥平面BDE;(2)AM⊥面BDF.探究点三利用向量法解探索性问题例3如图,平面P AC⊥平面ABC,△ABC是以AC为斜边的等腰直角三角形,E,F,O分别为P A,PB,AC的中点,AC=16,P A=PC=10.(1)设G是OC的中点,证明FG∥平面BOE;(2)在△AOB内是否存在一点M,使FM⊥平面BOE?若存在,求出点M到OA,OB的距离;若不存在,说明理由.变式迁移3已知在直三棱柱ABC—A1B1C1中,底面是以∠ABC为直角的等腰直角三角形,AC=2a,BB1=3a,D为A1C1的中点,E为B1C的中点.(1)求直线BE与A1C所成的角的余弦值;(2)在线段AA1上是否存在点F,使CF⊥平面B1DF?若存在,求出AF;若不存在,请说明理由.探究点三 利用向量法求二面角例3 如图,ABCD 是直角梯形,∠BAD =90°,SA ⊥平面ABCD ,SA =BC =BA =1,AD =12,求面SCD 与面SBA 所成角的余弦值大小.变式迁移3 如图,在三棱锥S —ABC 中,侧面SAB 与侧面SAC 均为等边三角形,∠BAC =90°,O 为BC 中点.(1)证明:SO ⊥平面ABC ;(2)求二面角A —SC —B 的余弦值.探究点四综合应用例4如图所示,在三棱锥A—BCD中,侧面ABD、ACD是全等的直角三角形,AD 是公共的斜边,且AD=3,BD=CD=1,另一个侧面ABC是正三角形.(1)求证:AD⊥BC;(2)求二面角B-AC-D的余弦值;(3)在线段AC上是否存在一点E,使ED与面BCD成30°角?若存在,确定点E的位置;若不存在,说明理由.变式迁移4 (2011·山东,19)在如图所示的几何体中,四边形ABCD为平行四边形,∠ACB=90°,EA⊥平面ABCD,EF∥AB,FG∥BC,EG∥AC,AB=2EF.(1)若M是线段AD的中点,求证:GM∥平面ABFE;(2)若AC=BC=2AE,求二面角A-BF-C的大小.1、如图所示,已知ABCD —A 1B 1C 1D 1是棱长为3的正方体,点E 在AA 1上,点F 在CC 1上,且AE =FC 1=1.(1)求证:E 、B 、F 、D 1四点共面;(2)若点G 在BC 上,BG =23,点M 在BB 1上,GM ⊥BF ,垂足为H ,求证:EM ⊥平面BCC 1B 1.2、如图,四边形ABCD 是边长为1的正方形,MD ⊥平面ABCD ,NB ⊥平面ABCD ,且MD =NB =1,E 为BC 的中点.(1)求异面直线NE 与AM 所成角的余弦值;(2)在线段AN 上是否存在点S ,使得ES ⊥平面AMN ?若存在,求线段AS 的长;若不存在,请说明理由.3、如图所示,已知空间四边形ABCD的各边和对角线的长都等于a,点M、N分别是AB、CD的中点.(1)求证:MN⊥AB,MN⊥CD;(2)求MN的长;(3)求异面直线AN与CM所成角的余弦值.4、如图所示,AF、DE分别是⊙O、⊙O1的直径,AD与两圆所在的平面均垂直,AD =8.BC是⊙O的直径,AB=AC=6,OE∥AD.(1)求二面角B-AD-F的大小;(2)求直线BD与EF所成的角的余弦值.。
高考数学专题复习《空间向量及其运算》PPT课件

;
(4)|a|= ·=
(5)当 a≠0 且 b≠0
12 + 12 + 12
·
时,cos<a,b>=||||
;
=
1 2 +1 2 +1 2
12 +12 +12 22 +22 +22
.
9.空间向量的坐标与空间向量的平行、垂直
第七章
7.5 空间向量及其运算
内
容
索
引
01பைடு நூலகம்
必备知识 预案自诊
02
关键能力 学案突破
【知识梳理】
1.空间向量
(1)定义:空间中既有 大小
又有 方向
(2)向量的模(或长度):向量的 大小
.
的量称为空间向量.
(3)表示方法:
①几何表示法:可以用 有向线段
来直观的表示向量,如始点为A终点
为B的向量,记为 ,向量的模用 | | 表示.
(ⅰ)当λ>0时,与a的方向 相同
;
(ⅱ)当λ<0时,与a的方向 相反
,而且λa的方向:
.
②当λ=0或a=0时,λa= 0 .
(4)空间向量的线性运算满足如下运算律:
对于实数λ与μ,向量a与b,有λa+μa=(λ+μ)a,λ(a+b)=λa+λb.
4.空间向量的数量积
(1)空间向量的夹角
非零
<a,b>
x2=λx1
(1)当 a≠0 时,a∥b⇔b=λa⇔(x2,y2,z2)=λ(x1,y1,z1)⇔ y2=λy1
高三数学空间向量及其坐标运算

万国衣冠拜冕旒①”,我仿佛亲眼目睹当年世界首都长安的情景,大街上熙熙攘攘,在黄皮肤的人群中夹杂着不少或白或黑、衣着怪异、语言奇特的外国学者、商人、僧侣、外交官。…… ③总之,在乘车驶向秦俑馆的路上,我眼前幻影迷离,心头忆念零乱,耳旁响着、嘴里吟着美妙的诗句,纵横
八百里,上下数千年,浮想联翩,心潮腾涌。我既愉快,又怅惘;既兴奋,又冷静,中间还夹杂一点似乎是骄傲的意味。 ④就这样,转眼之间,我们到了秦兵马俑馆。 ⑤我们先参观了大厅旁边的一间小厅。中间陈列着一辆铜车、四匹铜马。四匹铜马神采奕奕,仿佛正在努力拉着铜车奔驰。一个铜
④
⑤-⑥
⑦-⑧
⑨-⑩ 主要情节
父亲拉着桌凳等满车礼物回家 B
母亲用丰盛的饭食“招待”做生意亏本的父亲
父亲边看母亲晾晒衣物,边看我们玩耍,然后安然入睡 我的心理 A
有些难过
C
D 14.选文第三段为什么不能删去?
(4分) 答:? 15.请分析下面句中加点词的表达效果。(2分) ? 周围无数双眼睛都被它镀亮…… 答:? 16.请从修辞的角度赏析选文第六段划线的句子。(3分) 他的腰身弯如无箭可射的猎弓;疲累得好似一件等待浆洗的脏衣服。 答:17.选文第八段划线句运用了什么人物描写方法?有什么作
军官坐在车上,驾着这四匹马。看到这样精致绝伦的艺术国宝,人们都不禁啧啧称叹,我心中那一点骄傲的意味不由得浓烈起来了。 ⑥走进大厅,那真是硕大无比,目避、至少有几个足球场大。站在栏杆旁边向下面的大坑里望去,那兵俑和马俑都成排成行地站在那里。将军俑、铠甲武士俑、骑马
俑等等,好像都聚精会神地站在那里,静候命令,一个个秩序井然,纪律严明,身体笔直,纹丝不动。兵俑中间间杂着一些马俑,也都严肃整齐,伫立待命。我原以为,这些兵俑都是一个模子里塑制出来的,千篇一律。但是仔细一看才发现,他们的面部表情几乎都不相同:有的像是在微笑,有的像
最新普通高考数学科一轮复习精品学案第36讲空间向量及其应用汇总

2013年普通高考数学科一轮复习精品学案第36讲空间向量及其应用2013年普通高考数学科一轮复习精品学案第36讲空间向量及其应用一.课标要求:(1)空间向量及其运算①经历向量及其运算由平面向空间推广的过程;②了解空间向量的概念,了解空间向量的基本定理及其意义,掌握空间向量的正交分解及其坐标表示;③掌握空间向量的线性运算及其坐标表示;④掌握空间向量的数量积及其坐标表示,能运用向量的数量积判断向量的共线与垂直。
(2)空间向量的应用①理解直线的方向向量与平面的法向量;②能用向量语言表述线线、线面、面面的垂直、平行关系;③能用向量方法证明有关线、面位置关系的一些定理(包括三垂线定理);④能用向量方法解决线线、线面、面面的夹角的计算问题,体会向量方法在研究几何问题中的作用。
二.命题走向本讲内容主要涉及空间向量的坐标及运算、空间向量的应用。
本讲是立体几何的核心内容,高考对本讲的考察形式为:以客观题形式考察空间向量的概念和运算,结合主观题借助空间向量求夹角和距离。
预测2013年高考对本讲内容的考查将侧重于向量的应用,尤其是求夹角、求距离,教材上淡化了利用空间关系找角、找距离这方面的讲解,加大了向量的应用,因此作为立体几何解答题,用向量法处理角和距离将是主要方法,在复习时应加大这方面的训练力度。
三.要点精讲1.空间向量的概念向量:在空间,我们把具有大小和方向的量叫做向量。
如位移、速度、力等。
相等向量:长度相等且方向相同的向量叫做相等向量。
表示方法:用有向线段表示,并且同向且等长的有向线段表示同一向量或相等的向量。
说明:①由相等向量的概念可知,一个向量在空间平移到任何位置,仍与原来的向量相等,用同向且等长的有向线段表示;②平面向量仅限于研究同一平面内的平移,而空间向量研究的是空间的平移。
2.向量运算和运算率«Skip Record If...»«Skip Record If...»«Skip Record If...»加法交换率:«Skip Record If...»加法结合率:«Skip Record If...»数乘分配率:«Skip Record If...»说明:①引导学生利用右图验证加法交换率,然后推广到首尾相接的若干向量之和;②向量加法的平行四边形法则在空间仍成立。
高考一轮复习理科数学课件空间向量的应用

04
空间向量位置关系判断
平行关系判断方法
方向相同或相反
如果两个向量的方向相同或相反 ,则它们是平行的。这可以通过
典型例题分析与解答
01
02
例题1
例题2
力学问题中力的合成与分解。通过向 量的加法和数乘运算,求解多个力的 合成和分解问题,得出物体所受的合 力和分力大小和方向。
电磁学问题中电荷在电场和磁场中的 运动。通过场强和磁感应强度的向量 表示,求解电荷在电场和磁场中的受 力和运动轨迹等问题。
03
例题3
几何问题中点到平面的距离和两平面 间的夹角。通过向量的模长、点积和 外积运算,求解点到平面的距离、两 平面间的夹角以及二面角的平面角等 问题。
高考一轮复习理科数学课件空间向量 的应用
汇报人:XX 2024-02-05
contents
目录
• 空间向量基本概念与性质 • 空间向量线性运算 • 空间向量数量积与夹角余弦值计算 • 空间向量位置关系判断 • 空间向量在解决实际问题中应用 • 总结回顾与拓展延伸
01
空间向量基本概念与性质
向量定义及表示方法
解决垂直、平行问题
利用向量的垂直、平行关系可以解决空间 中的垂直、平行问题,如判断直线与平面 是否垂直、两直线是否平行等。
03
空间向量数量积与夹角余弦值 计算
数量积定义及性质
数量积定义
两向量的数量积是一个标量,等于两向量的模长与它们夹角的余弦值 的乘积。
性质1
两向量垂直时,它们的数量积为0。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
一.【课标要求】(1)空间向量及其运算① 经历向量及其运算由平面向空间推广的过程;② 了解空间向量的概念,了解空间向量的基本定理及其意义,掌握空间向量的正交分解及其坐标表示;③ 掌握空间向量的线性运算及其坐标表示; ④ 掌握空间向量的数量积及其坐标表示,能运用向量的数量积判断向量的共线与垂直。
(2)空间向量的应用① 理解直线的方向向量与平面的法向量;② 能用向量语言表述线线、线面、面面的垂直、平行关系;③ 能用向量方法证明有关线、面位置关系的一些定理(包括三垂线定理);④ 能用向量方法解决线线、线面、面面的夹角的计算问题,体会向量方法在研究几何问题中的作用二.【命题走向】本讲内容主要涉及空间向量的坐标及运算、空间向量的应用。
本讲是立体几何的核心内容,高考对本讲的考察形式为:以客观题形式考察空间向量的概念和运算,结合主观题借助空间向量求夹角和距离预测2010年高考对本讲内容的考查将侧重于向量的应用,尤其是求夹角、求距离,教材上淡化了利用空间关系找角、找距离这方面的讲解,加大了向量的应用,因此作为立体几何解答题,用向量法处理角和距离将是主要方法,在复习时应加大这方面的训练力度三.【要点精讲】1.空间向量的概念向量:在空间,我们把具有大小和方向的量叫做向量。
如位移、速度、力等 相等向量:长度相等且方向相同的向量叫做相等向量。
表示方法:用有向线段表示,并且同向且等长的有向线段表示同一向量或相等的向量。
说明:①由相等向量的概念可知,一个向量在空间平移到任何位置,仍与原来的向量相等,用同向且等长的有向线段表示;②平面向量仅限于研究同一平面内的平移,而空间向量研究的是空间的平移。
说明:①引导学生利用右图验证加法交换率,然后推广到首尾相接的若干向量之和;②向量加法的平行四边形法则在空间仍成立3.平行向量(共线向量):如果表示空间向量的有向线段所在的直线互相平行或重合,则这些向量叫做共线向量或平行向量。
a 平行于b 记作a ∥b。
注意:当我们说a 、b 共线时,对应的有向线段所在直线可能是同一直线,也可能是平行直线;当我们说a 、b平行时,也具有同样的意义。
共线向量定理:对空间任意两个向量a (a ≠0)、b ,a ∥b的充要条件是存在实数λ使b =λa注:⑴上述定理包含两个方面:①性质定理:若a ∥b (a ≠0),则有b =λa,其中λ是唯一确定的实数。
②判断定理:若存在唯一实数λ,使b =λa (a ≠0),则有a ∥b(若用此结论判断a 、b 所在直线平行,还需a (或b )上有一点不在b (或a)上)。
⑵对于确定的λ和a ,b =λa 表示空间与a 平行或共线,长度为 |λa|,当λ>0时与a 同向,当λ<0时与a反向的所有向量⑶若直线l ∥a,l A ∈,P 为l 上任一点,O 为空间任一点,下面根据上述定理来推导的表达式。
推论:如果 l 为经过已知点A 且平行于已知非零向量a的直线,那么对任一点O ,点P 在直线l 上的充要条件是存在实数t ,满足等式=a t+ ①其中向量a叫做直线l 的方向向量在l 上取a=,则①式可化为 .)1(t t +-= ②当21=t 时,点P 是线段AB 的中点,则 ).(21+= ③ ①或②叫做空间直线的向量参数表示式,③是线段AB 的中点公式。
注意:⑴表示式(﹡)、(﹡﹡)既是表示式①,②的基础,也是常用的直线参数方程的表示形式;⑵推论的用途:解决三点共线问题。
⑶结合三角形法则记忆方程。
4.向量与平面平行:如果表示向量a 的有向线段所在直线与平面α平行或a 在α平面内,我们就说向量a 平行于平面α,记作a ∥α。
注意:向量a∥α与直线a ∥α的联系与区别。
共面向量:我们把平行于同一平面的向量叫做共面向量共面向量定理 如果两个向量a 、b 不共线,则向量p与向量a 、b 共面的充要条件是存在实数对x 、y ,使.b y a x p+=①注:与共线向量定理一样,此定理包含性质和判定两个方面。
推论:空间一点P 位于平面MAB 内的充要条件是存在有序实数对x 、y ,使,y x +=④或对空间任一定点O ,有.y x ++=⑤在平面MAB 内,点P 对应的实数对(x, y )是唯一的。
①式叫做平面MAB 的向量表示式又∵.,OM OA MA -=.,OM OB MB -=代入⑤,整理得.)1(y x y x ++--= ⑥由于对于空间任意一点P ,只要满足等式④、⑤、⑥之一(它们只是形式不同的同一等式),点P 就在平面MAB 内;对于平面MAB 内的任意一点P ,都满足等式④、⑤、⑥,所以等式④、⑤、⑥都是由不共线的两个向量、MB (或不共线三点M 、A 、B )确定的空间平面的向量参数方程,也是M 、A 、B 、P 四点共面的充要条件5.空间向量基本定理:如果三个向量a 、b 、c不共面,那么对空间任一向量,存在一个唯一的有序实数组x , y , z , 使.c z b y a x p++=说明:⑴由上述定理知,如果三个向量a 、b 、c不共面,那么所有空间向量所组成的集合就是{}R z y x c z b y a x p p ∈++=、、,|,这个集合可看作由向量a 、b 、c 生成的,所以我们把{a ,b ,c }叫做空间的一个基底,a ,b ,c都叫做基向量;⑵空间任意三个不共面向量都可以作为空间向量的一个基底;⑶一个基底是指一个向量组,一个基向量是指基底中的某一个向量,二者是相关联的不同的概念;⑷由于0可视为与任意非零向量共线。
与任意两个非零向量共面,所以,三个向量不共面就隐含着它们都不是0。
推论:设O 、A 、B 、C 是不共面的四点,则对空间任一点P ,都存在唯一的有序实数组z y x 、、,使.z y x ++=6.数量积(1)夹角:已知两个非零向量a 、b ,在空间任取一点O ,作a=,b OB =,则角∠AOB 叫做向量a 与b 的夹角,记作〉〈b a,说明:⑴规定0≤〉〈b a ,≤π,因而〉〈b a,=〉〈a b ,;⑵如果〉〈b a ,=2π,则称a 与b 互相垂直,记作a ⊥b ;⑶在表示两个向量的夹角时,要使有向线段的起点重合,注意图(3)、(4)中的两个向量的夹角不同,图(3)中∠AOB =〉〈,, 图(4)中∠AOB =-π〉〈,,从而有〉〈-OB OA ,=〉-〈OB OA ,=-π〉〈OB OA ,.(2)向量的模:表示向量的有向线段的长度叫做向量的长度或模。
(3)向量的数量积:〉〈b a b a ,cos 叫做向量a 、b的数量积,记作b a ⋅。
即b a ⋅=〉〈b a b a,cos ,AaBaOa(3)a abaa ab aAaBaO a(1) O a a abaa a baAaBa(2)向量方向上的正射影在e:B A e a AB e a ''=〉〈=⋅,cos ||(4)性质与运算率⑴〉〈=⋅e a e a,cos 。
⑴()()a b a b λλ⋅=⋅ ⑵a ⊥b⇔b a ⋅=0 ⑵b a ⋅=b a ⋅⑶2||.a a a =⋅ ⑶()a b c a b a c ⋅+=⋅+⋅四.【典例解析】题型1:空间向量的概念及性质例1.有以下命题:①如果向量,a b 与任何向量不能构成空间向量的一组基底,那么,a b的关系是不共线;②,,,O A B C 为空间四点,且向量,,OA OB OC不构成空间的一个基底,那么点,,,O A B C 一定共面;③已知向量,,a b c 是空间的一个基底,则向量,,a b a b c +-,也是空间的一个基底。
其中正确的命题是( )()A ①② ()B ①③ ()C ②③ ()D ①②③解析:对于①“如果向量,a b 与任何向量不能构成空间向量的一组基底,那么,a b的关系一定共线”;所以①错误。
②③正确。
点评:该题通过给出命题的形式考察了空间向量能成为一组基的条件,为此我们要掌握好空间不共面与不共线的区别与联系例2.下列命题正确的是( )()A 若a 与b 共线,b 与c 共线,则a 与c共线;()B 向量,,a b c共面就是它们所在的直线共面;()C 零向量没有确定的方向;()D 若//a b ,则存在唯一的实数λ使得a b λ= ;解析:A 中向量为零向量时要注意,B 中向量的共线、共面与直线的共线、共面不一样,D 中需保证不为零向量答案C 。
点评:零向量是一个特殊的向量,时刻想着零向量这一特殊情况对解决问题有很大用处。
像零向量与任何向量共线等性质,要兼顾 题型2:空间向量的基本运算例3.如图:在平行六面体1111D C B A ABCD -中,M 为11C A 与11D B 的交点。
若AB a = ,AD b =,1AA c =,则下列向量中与相等的向量是( )C1()A 1122a b c -++ ()B 1122a b c ++()C 1122a b c --+ ()D c b a +-2121解析:显然=+-=+=111)(21AA B BB BM 1122a b c -++ ;答案为A 。
点评:类比平面向量表达平面位置关系过程,掌握好空间向量的用途。
用向量的方法处理立体几何问题,使复杂的线面空间关系代数化,本题考查的是基本的向量相等,与向量的加法.考查学生的空间想象能力例4.已知:,28)1(,0423p y n m x b p n m a+++=≠--=且p n m ,,不共面.若a∥b ,求y x ,的值.解: a ∥b ,,且,,0a b aλ=∴≠即.42328)1(p n m p y n m x λλλ--=+++又p n m,,不共面,.8,13,422831=-=∴-=-=+∴y x yx 点评:空间向量在运算时,注意到如何实施空间向量共线定理。
题型3:空间向量的坐标例5.(1)已知两个非零向量=(a 1,a 2,a 3),=(b 1,b 2,b 3),它们平行的充要条件是( )A. :||=:||B.a 1·b 1=a 2·b 2=a 3·b 3C.a 1b 1+a 2b 2+a 3b 3=0D.存在非零实数k ,使a =k b(2)已知向量=(2,4,x ),=(2,y ,2),若||=6,⊥,则x+y 的值是( ) A. -3或1 B.3或-1 C. -3 D.1 (3)下列各组向量共面的是( ) A. =(1,2,3),=(3,0,2),=(4,2,5) B. a =(1,0,0),b =(0,1,0),c =(0,0,1) C. =(1,1,0),=(1,0,1),=(0,1,1) D. =(1,1,1),=(1,1,0),=(1,0,1) 解析:(1)D ;点拨:由共线向量定线易知; (2)A 点拨:由题知⎪⎩⎪⎨⎧=++=++0244361642x y x ⇒⎩⎨⎧-==3,4y x 或⎩⎨⎧=-=.1,4y x ;(3)A 点拨:由共面向量基本定理可得点评:空间向量的坐标运算除了数量积外就是考察共线、垂直时参数的取值情况例6.已知空间三点A (-2,0,2),B (-1,1,2),C (-3,0,4)。