2017-2018版高中数学第二章空间向量与立体几何章末复习课学案北师大版选修2_1

2017-2018版高中数学第二章空间向量与立体几何章末复习课学案北师大版选修2_1
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第二章空间向量与立体几何

学习目标 1.理解空间向量的概念,掌握空间向量的运算法则及运算律.2.掌握空间向量数量积的运算及其应用,会用数量积解决垂直问题、夹角问题.3.理解空间向量基本定理,掌握空间向量的坐标表示.4.会用基向量法、坐标法表示空间向量.5.会用向量法解决立体几何问题.

知识点一空间中点、线、面位置关系的向量表示

设直线l,m的方向向量分别为a,b,平面α,β的法向量分别为μ,v,则

知识点二用坐标法解决立体几何问题

步骤如下:

(1)建立适当的空间直角坐标系;

(2)写出相关点的坐标及向量的坐标;

(3)进行相关坐标的运算;

(4)写出几何意义下的结论.

关键点如下:

(1)选择恰当的坐标系.坐标系的选取很重要,恰当的坐标系可以使得点的坐标、向量的坐标易求且简单,简化运算过程.

(2)点的坐标、向量的坐标的确定.将几何问题转化为向量的问题,必须确定点的坐标、直线

的方向向量、平面的法向量,这是最核心的问题.

(3)几何问题与向量问题的转化.平行、垂直、夹角问题都可以通过向量计算来解决,如何转化也是这类问题解决的关键.

类型一 空间向量及其运算

例1 如图,在四棱锥SABCD 中,底面ABCD 是边长为1的正方形,S 到A 、B 、C 、D 的距离都等于2.给出以下结论:

①SA →+SB →+SC →+SD →

=0; ②SA →+SB →-SC →-SD →

=0; ③SA →-SB →+SC →-SD →

=0; ④SA →·SB →=SC →·SD →; ⑤SA →·SC →

=0.

其中正确结论的序号是________.

反思与感悟 向量的表示与运算的关键是熟练掌握向量加减运算的平行四边形法则、三角形法则及各运算公式,理解向量运算法则、运算律及其几何意义.

跟踪训练1 如图,在平行六面体A 1B 1C 1D 1—ABCD 中,M 分AC →成的比为12,N 分A 1D →

成的比为2,

设AB →=a ,AD →=b ,AA 1→=c ,试用a 、b 、c 表示MN →.

类型二 利用空间向量解决位置关系问题

例2 在四棱锥P-ABCD中,PD⊥平面ABCD,ABCD是正方形,E是PA的中点,求证:

(1)PC∥平面EBD.

(2)平面PBC⊥平面PCD.

反思与感悟(1)证明两条直线平行,只需证明这两条直线的方向向量是共线向量.

(2)证明线面平行的方法

①证明直线的方向向量与平面的法向量垂直.

②能够在平面内找到一个向量与已知直线的方向向量共线.

③利用共面向量定理,即证明直线的方向向量与平面内的两个不共线向量是共面向量.

(3)证明面面平行的方法

①转化为线线平行、线面平行处理.

②证明这两个平面的法向量是共线向量.

(4)证明两条直线垂直,只需证明这两条直线的方向向量垂直.

(5)证明线面垂直的方法

①证明直线的方向向量与平面的法向量是共线向量.

②证明直线的方向向量与平面内的两个不共线的向量互相垂直.

(6)证明面面垂直的方法

①转化为证明线面垂直.

②证明两个平面的法向量互相垂直.

跟踪训练2 在正方体ABCD—A1B1C1D1中,E、F分别是BB1、CD的中点,求证:平面AED⊥平面A1FD1.

类型三利用空间向量求角

例3 如图所示,长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=16,BC=10,AA1=8,点E,F分别在A1B1,D1C1上,A1E=D1F=4.过点E,F的平面α与此长方体的面相交,交线围成一个正方形.

(1)在图中画出这个正方形(不必说明画法和理由); (2)求直线AF 与平面α所成角的正弦值.

反思与感悟 用向量法求空间角的注意点

(1)异面直线所成角:两异面直线所成角的范围为0°<θ≤90°,需找到两异面直线的方向向量,借助方向向量所成角求解.

(2)直线与平面所成的角:要求直线a 与平面α所成的角θ,先求这个平面α的法向量n 与直线a 的方向向量a 的夹角的余弦cos 〈n ,a 〉,再利用公式sin θ=|cos 〈n ,a 〉|,求θ. (3)二面角:

如图,有两个平面α与β,分别作这两个平面的法向量n 1与n 2,则平面α与β所成的角跟法向量n 1与n 2所成的角相等或互补,所以首先必须判断二面角是锐角还是钝角. 跟踪训练3 如图,在几何体ABCDE 中,四边形ABCD 是矩形,AB ⊥平面BEC ,BE ⊥EC ,AB =

BE =EC =2,G ,F 分别是线段BE ,DC 的中点.

(1)求证:GF ∥平面ADE ;

(2)求平面AEF 与平面BEC 所成的锐角的余弦值.

1.已知空间四边形ABCD ,G 是CD 的中点,则AB →+12

(BD →+BC →

)等于( )

A.AG →

B.CG →

C.BC →

D.12

BC →

2.若a =(0,1,-1),b =(1,1,0),且(a +λb )⊥a ,则实数λ的值是( ) A.-1 B.0 C.1 D.-2

3.已知向量a =(4-2m ,m -1,m -1)与b =(4,2-2m,2-2m )平行,则m =________.

4.已知平面α经过点O (0,0,0),且e =(1,1,1)是α的一个法向量,M (x ,y ,z )是平面α内任意一点,则x ,y ,z 满足的关系式是________.

5.已知空间三点A (-2,0,2),B (-1,1,2),C (-3,0,4),设a =AB →,b =AC →

. 求向量a 与向量b 的夹角的余弦值.

解决立体几何中的问题,可用三种方法:几何法、基向量法、坐标法.几何法以逻辑推理作为工具解决问题;基向量法利用向量的概念及其运算解决问题;坐标法利用数及其运算来解决问题.坐标方法经常与向量运算结合起来使用. 提醒:完成作业 第二章 章末复习课

人教A版高中数学《平面向量的线性运算》教学设计

2.2《平面向量的线性运算》教学设计 【教学目标】 1.掌握向量的加、减法运算,并理解其几何意义; 2.会用向量加、减的三角形法则和平行四边形法则作两个向量的和向量,培养数形结合解决问题的能力; 3.通过将向量运算与熟悉的数的运算进行类比,使学生掌握向量加法运算的交换律和结合律,并会用它们进行向量计算,渗透类比的数学方法; 4.掌握实数与向量的积的定义以及实数与向量的积的三条运算律,会利用实数与向量的积的运算律进行有关的计算; 5.理解两个向量平行的充要条件,能根据条件判断两个向量是否平行; 6.通过对实数与向量的积的学习培养学生的观察、分析、归纳、抽象的思维能力,了解事物运动变化的辩证思想. 【导入新课】 设置情景: 1、 复习:向量的定义以及有关概念 强调:向量是既有大小又有方向的量.长度相等、方向相同的向量相等.因此,我们研究的向量是与起点无关的自由向量,即任何向量可以在不改变它的方向和大小的前提下,移到任何位置 2、 情景设置: (1)某人从A 到B ,再从B 按原方向到C , 则两次的位移和:AC BC AB =+ (2)若上题改为从A 到B ,再从B 按反方向到C , 则两次的位移和:=+ (3)某车从A 到B ,再从B 改变方向到C , 则两次的位移和:=+ (4)船速为AB ,水速为,则两速度和:AC =+ 新授课阶段 一、向量的加法 A B C A C A B C

O A a a a b b b 1.向量的加法:求两个向量和的运算,叫做向量的加法. 2.三角形法则(“首尾相接,首尾 连”) 如图,已知向量a 、b.在平面内任取一点A ,作AB =a ,BC =b,则向量AC 叫做a 与b的和,记作a +b,即 a +bAC BC AB =+=,规定: a + 0-= 0 + a. 探究:(1)两相向量的和仍是一个向量; (2)当向量a 与b 不共线时,a +b 的方向不同向,且|a +b |<|a |+|b |; (3)当a 与b 同向时,则a +b 、a 、b 同向,且|a +b |=|a |+|b |,当a 与b 反向时,若|a |>|b |,则a +b 的方向与a 相同,且 |a +b |=|a |-|b |;若|a |<|b |,则a +b 的方向与b 相同,且|a +b|=|b |-|a |. (4)“向量平移”(自由向量):使前一个向量的终点为后一个向量的起点,可以推广到n 个向量连加. 例1 已知向量a 、b ,求作向量a +b . 作法:在平面内取一点,作a OA = b AB =,则b a OB +=. 4.加法的交换律和平行四边形法则 问题:上题中b +a 的结果与a +b 是否相同? 验证结果相同 从而得到:1)向量加法的平行四边形法则(对于两个向量共线不适应); A B C a +b a +b a a b b a b b aa

高中数学平面向量知识点总结

高中数学必修4之平面向量 知识点归纳 一.向量的基本概念与基本运算 1向量的概念: ①向量:既有大小又有方向的量向量一般用c b a ,,……来表示,或用有向线段的起点与终 点的大写字母表示,如:AB u u u r 几何表示法 AB u u u r ,a ;坐标表示法),(y x yj xi a 向 量的大小即向量的模(长度),记作|AB u u u r |即向量的大小,记作|a | 向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小. ②零向量:长度为0的向量,记为0 ,其方向是任意的, 0 与任意向量平行零向量a =0 |a |=0 由于0r 的方向是任意的,且规定0r 平行于任何向量,故在有关向量平行(共线) 的问题中务必看清楚是否有“非零向量”这个条件.(注意与0的区别) ③单位向量:模为1个单位长度的向量 向量0a 为单位向量 |0a |=1 ④平行向量(共线向量):方向相同或相反的非零向量任意一组平行向量都可以移到同一直 线上方向相同或相反的向量,称为平行向量记作a ∥b 由于向量可以进行任意的平移(即自 由向量),平行向量总可以平移到同一直线上,故平行向量也称为共线向量 数学中研究的向量是自由向量,只有大小、方向两个要素,起点可以任意选取,现在必须区分清楚共线向量中的“共线”与几何中的“共线”、的含义,要理解好平行向量中的“平行”与几何中的“平行”是不一样的. ⑤相等向量:长度相等且方向相同的向量相等向量经过平移后总可以重合,记为b a 大 小相等,方向相同 ),(),(2211y x y x 2 12 1y y x x 2向量加法 求两个向量和的运算叫做向量的加法 设,AB a BC b u u u r u u u r r r ,则a +b r =AB BC u u u r u u u r =AC u u u r (1)a a a 00;(2)向量加法满足交换律与结合律; 向量加法有“三角形法则”与“平行四边形法则”: (1)用平行四边形法则时,两个已知向量是要共始点的,和向量是始点与已知向量的始点重合的那条对角线,而差向量是另一条对角线,方向是从减向量指向被减向量 (2) 三角形法则的特点是“首尾相接”,由第一个向量的起点指向最后一个向量的终点的有向线段就表示这些向量的和;差向量是从减向量的终点指向被减向量的终点 当两个向量的起点公共时,用平行四边形法则;当两向量是首尾连接时,用三角形法

高三数学专题复习:空间向量

一、知识梳理 【高考考情解读】 高考对本节知识的考查以解答题的形式为主:1.以多面体(特别是棱柱、棱锥或其组合体)为载体,考查空间中平行与垂直的证明、空间角(主要是线面角和二面角)的计算.2.以已知结论寻求成立的条件(或是否存在问题)的探索性问题,考查逻辑推理能力、空间想象能力以及探索能力,是近几年高考命题的新亮点,属中高档问题. 1. 直线与平面、平面与平面的平行与垂直的向量方法 设直线l 的方向向量为a =(a 1,b 1,c 1).平面α,β的法向量分别为μ=(a 2,b 2,c 2),v =(a 3,b 3,c 3)(以下相同). (1)线面平行:l ∥α?a ⊥μ?a ·μ=0?a 1a 2+b 1b 2+c 1c 2=0. (2)线面垂直:l ⊥α?a ∥μ?a =k μ?a 1=ka 2,b 1=kb 2,c 1=kc 2. (3)面面平行:α∥β?μ∥v ?μ=λv ?a 2=λa 3,b 2=λb 3,c 2=λc 3. (4)面面垂直:α⊥β?μ⊥v ?μ·v =0?a 3a 4+b 3b 4+c 3c 4=0. 2. 直线与直线、直线与平面、平面与平面的夹角计算 设直线l ,m 的方向向量分别为a =(a 1,b 1,c 1),b =(a 2,b 2,c 2).平面α,β的法向量分别为μ=(a 3,b 3,c 3),v =(a 4,b 4,c 4)(以下相同). (1)线线夹角:设l ,m 的夹角为θ(0≤θ≤π2),则cos θ=|a ·b ||a ||b |=|a 1a 2+b 1b 2+c 1c 2|a 21+b 21+c 21a 22+b 22+c 22 . (2)线面夹角:设直线l 与平面α的夹角为θ(0≤θ≤π2),则sin θ=|a ·μ||a ||μ| =|cos 〈a ,μ〉|. (3)面面夹角:设平面α、β的夹角为θ(0≤θ<π),则|cos θ|=|μ·v ||μ||v | =|cos 〈μ,v 〉|. 提醒 求二面角时,两法向量的夹角有可能是二面角的补角,要注意从图中分析. 3. 求空间距离 直线到平面的距离,两平行平面的距离均可转化为点到平面的距离,点P 到平面α的距 离:d =|PM →·n ||n | (其中n 为α的法向量,M 为α内任一点). 二、课前预习 1.平面α的法向量为m ,向量a 、b 是平面α之外的两条不同的直线的方向向量,给出三个论断:①a ⊥m ;②a ⊥b ;③m ∥b .以其中的两个论断作为条件,余下一个论断作为结论, 写出所有正确的命题______________________. 2.如图,直三棱柱ABC -A 1B 1C 1的底面△ABC 中,CA =CB =1, ∠BCA =90°,棱AA 1=2,则cos 〈BA 1→,CB 1→〉的值为________. 3.如图所示,在空间直角坐标系中有直三棱柱ABC -A 1B 1C 1,

人教A版高中数学必修四 2.4 《平面向量的数量积》教案

§2.4平面向量的数量积 教学目的: 1.掌握平面向量的数量积及其几何意义; 2.掌握平面向量数量积的重要性质及运算律; 3.了解用平面向量的数量积可以处理有关长度、角度和垂直的问题; 4.掌握向量垂直的条件. 教学重点:平面向量的数量积定义 教学难点:平面向量数量积的定义及运算律的理解和平面向量数量积的应用 授课类型:新授课 教 具:多媒体、实物投影仪 内容分析: 本节学习的关键是启发学生理解平面向量数量积的定义,理解定义之后便可引导学生 推导数量积的运算律,然后通过概念辨析题加深学生对于平面向量数量积的认识.主要知识 点:平面向量数量积的定义及几何意义;平面向量数量积的5个重要性质;平面向量数量积 的运算律. 教学过程: 一、复习引入: 1. 向量共线定理 向量b 与非零向量a 共线的充要条件是:有且只有一个非零实数λ, 使b =λa . 2.平面向量基本定理:如果1e ,2e 是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内 的任一向量a ,有且只有一对实数λ1,λ2使a =λ11e +λ22e 3.平面向量的坐标表示 分别取与x 轴、y 轴方向相同的两个单位向量i 、j 作为基底.任作一个向量a ,由平面 向量基本定理知,有且只有一对实数x 、y ,使得yj xi a += 把),(y x 叫做向量a 的(直角)坐标,记作),(y x a = 4.平面向量的坐标运算 若),(11y x a =,),(22y x b =,则b a +),(2121y y x x ++=,b a -),(2121y y x x --=,),(y x a λλλ=. 若),(11y x A ,),(22y x B ,则()1212,y y x x AB --=

高中数学必修4知识点总结:第二章 平面向量

高中数学必修4知识点总结 第二章 平面向量 16、向量:既有大小,又有方向的量. 数量:只有大小,没有方向的量. 有向线段的三要素:起点、方向、长度. 零向量:长度为0的向量. 单位向量:长度等于1个单位的向量. 平行向量(共线向量):方向相同或相反的非零向量.零向量与任一向量平行. 相等向量:长度相等且方向相同的向量. 17、向量加法运算: ⑴三角形法则的特点:首尾相连. ⑵平行四边形法则的特点:共起点. ⑶三角形不等式:a b a b a b -≤+≤+ . ⑷运算性质:①交换律:a b b a +=+ ; ②结合律:()() a b c a b c ++=++ ;③00a a a +=+= . ⑸坐标运算:设()11,a x y = ,()22,b x y = ,则()1212,a b x x y y +=++ . 18、向量减法运算: ⑴三角形法则的特点:共起点,连终点,方向指向被减向量. ⑵坐标运算:设()11,a x y = ,()22,b x y = ,则()1212,a b x x y y -=-- . 设A 、B 两点的坐标分别为()11,x y ,()22,x y ,则()1 212 ,x x y y A B=-- . 19、向量数乘运算: ⑴实数λ与向量a 的积是一个向量的运算叫做向量的数乘,记作a λ . ①a a λλ= ; ②当0λ>时,a λ 的方向与a 的方向相同;当0λ<时,a λ 的方向与a 的方向相反;当0λ=时,0a λ= . ⑵运算律:①()()a a λμλμ= ;②()a a a λμλμ+=+ ;③() a b a b λλλ+=+ . ⑶坐标运算:设(),a x y = ,则()(),,a x y x y λλλλ== . 20、向量共线定理:向量() 0a a ≠ 与b 共线,当且仅当有唯一一个实数λ,使b a λ= . 设()11,a x y = ,()22,b x y = ,其中0b ≠ ,则当且仅当12210x y x y -=时,向量a 、() 0b b ≠ 共线. 21、平面向量基本定理:如果1e 、2e 是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任意向量a ,有且只有一对实数1λ、2λ,使1122a e e λλ=+ .(不共线的向量1e 、2e 作为这一平面内所有向量的一组基 b a C B A a b C C -=A -AB =B

高中数学-空间向量及向量的应用

高中数学 - 空间向量及向量的应用 空间直角坐标系的原则: 规定:一切空间向量的起点都是坐标系原点,于是,空间任意一个向量与它的终点坐标一一对应 一个向量在直角坐标系中的坐标等于表示这个向量的有向线段的终点的坐标减去起点的坐标。 设 , , 空间向量的直角坐标运算: 空间两点间距离: ; 1:利用空间向量证明空间位置关系(同平面向量) 2:利用空间向量求线线角、线面角 1 )异面直线所成角 设 分别为异面直线 的方向向量,则 则: 空间线段 的中点 M (x ,y ,z )的坐标:

2 )线面角 设 是直线 l 的方向向量, n 是平面的法向量,则 3 :利用空间向量求二面角 其计算公式为:设 分别为平面 的法向量,则 与 互补或相等, 操作方法: 1.空间中各种角包括:异面直线所成的角、直线与平面所成的角以及二面角。 ①棱上一点双垂线法:②面上一点三垂线法:③空间一点垂面法: 斜面面积和射影面积的关系公式: S S cos ( S 为原斜面面积 , S 为射影面积 , 为斜面与射影所成二面 角的平面角 )这个公式对于斜面为三角 形 , 任意多边形都成立 . 是求二面角的好方法 .当作二面角的平面角有困难时 如果能找得斜面面积的射影面积 ,可直接应用公式 ,求出二面角的大小。 2.空间的距离 点线距,点面距,线线距,线面距,面面距都是对应图形上两点间的最短距离 3.空间向量的应用 (1)用法向量求异面直线间的距离 2)直线与平面所成的角的范围是 [0, ] 。射影转化法 2 方法 3)二面角的范围一般是指 (0, ],解题时要注意图形的位置和题目的要求。作二面角的平面角常有三种 1)异面直线所成的角的范围 是 b F

高中数学-空间向量的基本定理练习

高中数学-空间向量的基本定理练习 课后导练 基础达标 1.若对任意一点O ,且OP =y x +,则x+y=1是P 、A 、B 三点共线的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分又不必要条件 答案:C 2.已知点M 在平面ABC 内,并且对空间任一点O ,OM OM=x + 31+31,则x 的值为…( ) A.1 B.0 C.3 D. 3 1 答案:D 3.在以下命题中,不正确的个数是( ) ①已知A,B,C,D 是空间任意四点,则DA CD BC AB +++=0 ②|a |+|b |=|a +b |是a ,b 共线的充要条件 ③若a 与b 共线,则a 与b 所在的直线的平行 ④对空间任意一点O 和不共线的三点A,B,C,若z y x ++=,(其中x,y,z∈R ),则P,A,B,C 四点共面 A.1 B.2 C.3 D.4 答案:C 4.设命题p:a ,b ,c 是三个非零向量;命题q:{a ,b ,c }为空间的一个基底,则命题p 是命题q 的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件 答案:B 5.下列条件中,使M 与A 、B 、C 一定共面的是( ) A.OM --= B.MC MB MA ++=0 C.3 13131++++ D.OC OB OA OM +-=2 答案:B 6.在长方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,E 为矩形ABC D的对角线的交点,设A 1=a,11B A =b,11D A =c,则E A 1=____________.

答案:a +21b +21c 7.设O 为空间任意一点,a,b 为不共线向量,OA =a,OB =b,OC =ma+nb,(m,n∈k)若A,B,C 三点共线,则m,n 满足____________. 答案:m+n=1. 8.已知A 、B 、C 三点不共线,对平面ABC 外一点O ,在下列各条件下,点P 是否与A 、B 、C 一定共面? (1)OP =52OA +51OB +5 2OC ; (2)OP=2OA-2OB-OC. 解:(1)OP = 52OA +51OB +52OC . ∵1525152=++,∴P 与A 、B 、C 共面. (2)OP =OC OB OA --22. ∵2-2-1=-1,∴P 与A 、B 、C 不共面. 9.如右图,已知四边形ABCD 是空间四边形,E 、H 分别是边AB 、AD 的中点,F 、G 分别是边CB 、CD 上的点,且CF =32CB ,CG =3 2CD . 求证:四边形EFGH 是梯形. 证明:∵E、H 分别是AB 、AD 的中点, ∴= 21,=2 1, EH =-=21AD -21AB =21(AD -AB )=21BD =2 1(CB CD -) =21(23CG -23CF )=43(-)=4 3. ∴EH ∥FG 且|EH |=43|FG |≠|FG |. ∴四边形EFGH 是梯形. 综合运用 10.如右图,平行六面体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,M 为AC 与BD 的交点,若11B A =a ,11D A =b ,11A A =c ,则下列向量中与B 1M 相等的向量是( )

高中数学的空间向量知识

高中数学的空间向量知识 基本内容 空间向量作为新加入的内容,在处理空间问题中具有相当的优越性,比原来处理空间问题的方法更有灵活性。 如把立体几何中的线面关系问题及求角求距离问题转化为用向量解决,如何取向量或建立空间坐标系,找到所论证的平行垂直等关系,所求的角和距离用向量怎样来表达是问题的关键.立体几何的计算和证明常常涉及到二大问题:一是位置关系,它主要包括线线垂直,线面垂直,线线平行,线面平行;二是度量问题,它主要包括点到线、点到面的距离,线线、线面所成角,面面所成角等。这里比较多的主要是用向量证明线线、线面垂直及计算线线角,而如何用向量证明线面平行,计算点到平面的距离、线面角及面面角的例题不多,起到一个抛砖引玉的作用。 以下用向量法求解的简单常识: 1、空间一点P位于平面MAB的充要条件是存在唯一的有序实数对x、y,使得PM=xPA+yPB(其中PM等为向量,由于图不方便做就如此代替,下同) 2、对空间任一点O和不共线的三点A,B,C,若:OP=xOA+yOB+zOC (其中x+y+z=1),则四点P、A、B、C共面. 3、利用向量证a‖b,就是分别在a,b上取向量(k∈R). 4、利用向量证在线a⊥b,就是分别在a,b上取向量. 5、利用向量求两直线a与b的夹角,就是分别在a,b上取,求:的问题. 6、利用向量求距离就是转化成求向量的模问题:. 7、利用坐标法研究线面关系或求角和距离,关键是建立正确的空间直角坐标系,正确表达已知点的坐标. 首先该图形能建坐标系 如果能建 则先要会求面的法向量 求面的法向量的方法是 1。尽量在空中找到与面垂直的向量 2。如果找不到,那么就设n=(x,y,z) 然后因为法向量垂直于面 所以n垂直于面内两相交直线

高中数学(理)空间向量知识点归纳总结及综合练习

空间向量知识点归纳总结 知识要点。 1. 空间向量的概念:在空间,我们把具有大小和方向的量叫做向量。 注:(1)向量一般用有向线段表示同向等长的有向线段表示同一或相等的向量。 (2)空间的两个向量可用同一平面内的两条有向线段来表示。 2. 空间向量的运算。 3. 共线向量。 (1)如果表示空间向量的有向线段所在的直线平行或重合,那么这些向量也叫做共线向量或平行向量, a 平行于 b ,记作b a //。 》 (2)共线向量定理:空间任意两个向量a 、b (b ≠0 ),a b a b 共面向量 (1)定义:一般地,能平移到同一平面内的向量叫做共面向量。 说明:空间任意的两向量都是共面的。 (2)共面向量定理:如果两个向量,a b 不共线,p 与向量,a b 共面的条件是存在实数,x y 使 p xa yb =+。 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p ,存在一个唯一的有序实数组 ,,x y z ,使p xa yb zc =++。 若三向量,,a b c 不共面,我们把{,,}a b c 叫做空间的一个基底,,,a b c 叫做基向量,空间任意三个不共面的向量都可以构成空间的一个基底。 推论:设,,,O A B C 是不共面的四点,则对空间任一点P ,都存在唯一的三个有序实数,,x y z ,使 OP xOA yOB zOC =++。 6. 空间向量的直角坐标系: ~ (1)空间直角坐标系中的坐标: (2)空间向量的直角坐标运算律: ①若123(,,)a a a a =,123(,,)b b b b =,则112233(,,)a b a b a b a b +=+++, 112233(,,)a b a b a b a b -=---,123(,,)()a a a a R λλλλλ=∈, 112233a b a b a b a b ?=++, 112233//,,()a b a b a b a b R λλλλ?===∈, 1122330a b a b a b a b ⊥?++=。 ②若111(,,)A x y z ,222(,,)B x y z ,则212121(,,)AB x x y y z z =---。 一个向量在直角坐标系中的坐标等于表示这个向量的有向线段的终点的坐标减去起点的坐标。 》

空间向量高中数学教案课程

空间向量 考纲导读 1.理解空间向量的概念;掌握空间向量的加法、减法和数乘. 2.了解空间向量的基本定理;理解空间向量坐标的概念;掌握空间向量的坐标运算. 3.掌握空间向量的数量积的定义及其性质;掌握用直角坐标计算空间向量数量积的公式; 掌 握 空 间 两 点 间 的距离公式. 理解空间向量的夹角的概念;掌握空间向量的数量积的概念、性质和运算律;了解空间向量的数量积的几何意义;掌握空间向量的数量积的坐标形式;能用向量的数量积判断向量的共线与垂直. 第1课时空间向量及其运算 空间向量是平面向量的推广.在空间,任意两个向量都可以通过平移转化为平面向量.因此,空间向量的加减、数乘向量运算也是平面向量对应运算的推广. 本节知识点是:

1.空间向量的概念,空间向量的加法、减法、数乘运算和数量积;(1) 向量:具有 和 的量. (2) 向量相等:方向 且长度 . (3) 向量加法法则: .(4) 向量减法法则: .(5) 数乘向量法则: .3.共线向量 (1)共线向量:表示空间向量的有向线段所在的直线互相 或 .(2) 共线向量定理:对空间任意两个向量a 、b (b ≠0),a ∥b 等价于存在实数λ,使 . (3) 直线的向量参数方程:设直线l 过定点A 且平行于非零向量a ,则对于空间中任意一点O ,点P 在l 上等价于存在R t ∈,使 .4.共面向量 (1) 共面向量:平行于 的向量. (2) 共面向量定理: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(y x ,),使P . 共面向量定理的推论: .5.空间向量基本定理 (1) 空间向量的基底: 的三个向量. 2.线性运算律 (1) 加法交换律:a +b = .

高中数学向量总结归纳

平面向量的数量积及平面向量的应用 1.定义及运算律. 两个向量的内积(即数量积),其结果是一个实数,而不是向量.其定义源于物理学中“力所做的功”. 设a 及b 是具有共同始点的两个非零向量,其夹角θ满足:0°≤θ≤180°,我们把|a |·|b |·cos θ叫做a 与b 的数量积,记作a ·b 若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ·b =2121y y x x +. 其运算满足“交换律”“结合律”以及“分配律”,即:a ·b =b ·a ,(λ·a )·b =λ(a ·b ),(a ±b )·c =a ·c ±b ·c . 2.平面向量数量积的重要性质. ①|a |=a a ?=2||cos ||||a a a =θ?;cos θ=| |||) (b a b a ??;|a ·b |≤|a |·|b |,当且仅当a ,b 共线时取等号. ②设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则:|a |= 21 21y x +;cos θ= 22 22 21 21 2121) (y x y x y y x x + ? + +;|x 1x 2+y 1y 2|≤ 2 2 222121y x y x +?+ 3.两向量垂直的充要条件 若a ,b 均为非零向量,则:a ⊥b ?a ·b =0. 若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ⊥b ?x 1x 2+y 1y 2=0. 4.向量的模及三角不等式 |a |2=a ·a 或|a |=a a ?;|a ·b |≤|a |·|b |;|a |2-|b |2=(a +b )·(a -b );|a ±b |=θ??±+cos ||||222b a b a (θ为a ,b 夹角);||a |-|b ||≤|a ±b |≤|a |+|b |. 5.三角不等式的推广形式 |a 1+a 2+…+a n |≤|a 1|+|a 2|+…+|a n |.

(完整版)高中数学空间向量训练题

高中数学空间向量训练题(含解析) 一.选择题 1.已知M、N分别是四面体OABC的棱OA,BC的中点,点P在线MN上,且MP=2PN,设向量=,=,=,则=() A.++B.++C.++D.++ 2.已知=(2,﹣1,2),=(﹣1,3,﹣3),=(13,6,λ),若向量,,共面,则λ=() A.2 B.3 C.4 D.6 3.空间中,与向量同向共线的单位向量为() A.B.或 C. D.或 4.已知向量,且,则x的值为() A.12 B.10 C.﹣14 D.14 5.若A,B,C不共线,对于空间任意一点O都有=++,则P,A,B,C四点() A.不共面B.共面C.共线D.不共线 6.已知平面α的法向量是(2,3,﹣1),平面β的法向量是(4,λ,﹣2),若α∥β,则λ的值是()

A.B.﹣6 C.6 D. 7.已知,则的最小值是()A.B.C.D. 8.有四个命题:①若=x+y,则与、共面;②若与、共面,则=x+y;③若=x+y,则P,M,A,B共面;④若P,M,A,B共面,则=x+y.其中真命题的个数是() A.1 B.2 C.3 D.4 9.已知向量=(2,﹣1,1),=(1,2,1),则以,为邻边的平行四边形的面积为()A.B.C.4 D.8 10.如图所示,在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AD=AA1=1,AB=2,点E是棱AB的中点,则点E到平面ACD1的距离为() A.B. C.D. 11.正方体ABCDA1B1C1D1中,直线DD1与平面A1BC1所成角的正弦值为() A. B. C.D. 二.填空题(共5小题) 12.已知向量=(k,12,1),=(4,5,1),=(﹣k,10,1),且A、B、C三点共线,则k= . 13.正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为1,MN是正方体内切球的直径,P为正方体表面上的动点,则?的最大值为. 14.已知点P是平行四边形ABCD所在的平面外一点,如果=(2,﹣1,﹣4),=(4,

高中数学教案:2.1.1 向量的概念

课 时 教 案 第 二 单元 第 1 案 总第 18 案 课题 2.1.1向量的概念 2011年 5月17日 教学目标 理解向量、零向量、单位向量、模的意义和向量的几何表示,会用字母表示向量 培养学生的唯物辩证思想和分析辨别能力 了解平行向量、共线向量和相等向量的意义,会判断向量间共线、相等的关系 教学重点 理解向量、零向量、单位向量、向量的模的意义 了解平行向量、共线向量和相等向量的意义 使学生对现实生活的向量和数量有一个清楚的认识 教学难点 理解向量的几何表示,会用字母表示向量 了解平行向量、共线向量和相等向量的意义 高考考点 理解向量、零向量、单位向量、向量的模的意义 理解向量的几何表示,会用字母表示向量 课 型 新授课 教 具 多媒体、三角板、投影仪 教 法 讲练结合 教 学 过 程 教师活动预设 学生活动预设 复习引入 在物理中,我们会遇到很多量,其中一些量在取定单位后用一个实数就可以表示出来,如长度、质量等.还有一些量,如我们所学习的力、位移,是一个既有大小又有方向的量,这种量就是我们本章所要研究的向量 师:(边画图边讲解)美国“小鹰”号航空母舰导弹发射处接到命令:向1200公里处发射两枚战斧式巡航导弹(精度10米左右,射程超过2000公里),试问导弹是否能击中伊拉克的军事目标? 不能,因为没有给定发射的方向 现实生活中还有哪些量既有大小又有方向?哪些量只有大小没有方向? 力、速度、加速度等有大小也有方向, 温度和长度只有大小没有方向. 讲解新课 向量的概念:我们把既有大小又有方向的量叫向量 注意:数量与向量的区别:数量只有大小,是一个代数量,可以进行代数运算、比较大小;向量有方向,大小,双重性,不能比较大小 说明:1.有向线段是向量最好的模型 2.向量不能比较大小 有向线段的三要素:起点、方向、长度 以A 为起点、B 为终点的有向线段记作 向量的表示方法:几何方法 代数符号 ①用有向线段表示; ②用字母,a b r r 等表示; ③用有向线段的起点与终点字母:AB u u u r ; ④向量AB 的大小(长度)称为向量的模,记作|AB u u u r |.

高中数学平面向量知识点总结及常见题型x

平面向量 一.向量的基本概念与基本运算 1向量的概念: ①向量:既有大小又有方向的量向量一般用a,b,c……来表示,或用有向线段的起点与终 点的大写字母表示,如:AB几何表示法AB , a ;坐标表示法a =xi ? yj (x, y).向量 的大小即向量的模(长度),记作| A B |即向量的大小,记作I 向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小. ②零向量:长度为0的向量,记为0,其方向是任意的,0与任意向量平行零向量a = 0 = I a I = 0"由于0的方向是任意的,且规定0平行于任何向量,故在有关向量平行(共线) 的问题中务必看清楚是否有“非零向量”这个条件. (注意与0的区别) ③单位向量:模为1个单位长度的向量向量a0为单位向量二I a0I = 1 ④平行向量(共线向量):方向相同或相反的非零向量任意一组平行向量都可以移到同一直 线上方向相同或相反的向量,称为平行向量.记作a // b ■由于向量可以进行任意的平移(即自由向量),平行向量总可以平移到同一直线上,故平行向量也称为共线向量 ⑤相等向量:长度相等且方向相同的向量相等向量经过平移后总可以重合,记为 亠% =x2 小相等,方向相同(x「yj = (x2, y2)=」 y2 2向量加法 求两个向量和的运算叫做向量的加法t―4 ―4 设AB 二a, BC =b,贝y a + b =AB BC = AC (1)0 a a,0二a ;( 2)向量加法满足交换律与结合律; 向量加法有“三角形法则”与“平行四边形法则”: (1)用平行四边形法则时,两个已知向量是要共始点的,和向量是始点与已知向量的始点重合的那条对角线,而差向量是另一条对角线,方向是从减向量指向被减向量 (2)三角形法则的特点是“首尾相接”,由第一个向量的起点指向最后一个向量的终点的有向线段就表示这些向量的和;差向量是从减向量的终点指向被减向量的终点 当两个向量的起点公共时,用平行四边形法则;当两向量是首尾连接时,用三角形法则?向量加法的三角形法则可推广至多个向量相加: AB BC CD PQ ? QR二AR,但这时必须“首尾相连” ? 3向量的减法 ①相反向量:与a长度相等、方向相反的向量,叫做a的相反向量 记作-a,零向量的相反向量仍是零向量 关于相反向量有:(i) -(-a)=a ; (ii) a+(-a)=( - a)+ a = 0 ; (iii) 若a、b是互为相反向量, 则a=-b,b = -a,a + b=0 ②向量减法:向量a加上b的相反向量叫做a与b的差, 记作:a - b二a ? (-b)求两个向量差的运算,叫做向量的减法 ③作图法:a -b可以表示为从b的终点指向a的终点的向量(a、b有共同起点) 4实数与向量的积: ①实数入与向量a的积是一个向量,记作入a,它的长度与方向规定如下: (I) a a ;

高中数学-空间向量及向量的应用

高中数学-空间向量及向量的应用 一个向量在直角坐标系中的坐标等于表示这个向量的有向线段的终点的坐标减去起点的坐标。 设血勺乃召),氓叫?乃w ), AB = OB-OA=(^y 2l 切—(吊丹 丑)=(乃—咛乃—丹 勺一匂) 空间向量的直角坐标运算: 设Q = 2],砌,色3 $ =1鹉毎妇则; ① 口+ b= P],曲,电 宀|俎,给禺 ?=I 角十知鬥 +為、屯 +鸟I ? ② a-b = \ a^a 2,a 21■ 诲.场岛i =(业一% 气-如 码一為 帀 ③ 加=兄I 曲卫2,? ' = I 現珂"久卷 '(/i e 7?); ④ 总■&= |气命4 片妇任 | = &占 + 逐血 +&並: ⑤ 口0Fe 鱼二 空三生=左或。『舌寻口[三碣‘ - 冊节 处二赵; 对? $ ⑥ 7丄匸q 口血十口曲十m 禺=0 ; 空间两点间距离:丄“ 「 1 :利用空间向量证明空间位置关系(同平面向量) 2:利用空间向量求线线角、线面角 (1)异面直线所成角Z ? gw 设Q”分别为异面直线讥的方向向量,则 则: 空间线段 的中点M (x ,y ,z )的坐标: 空间直角坐标系的原则: 规定:一切空间向量的起点都是坐标系原点,于是,空间任意一个向量与它的终点坐标一一对应

(2) 线面角凰打殳《是直线l 的方向向量,n 是平面的法向量,则 3 :利用空间向量求二面角 其计算公式为:设 加“分别为平面G 8的法向量,则 与,剤7 互补或相等, - ? ? . m * n |( csfl i = | A>| = I 忘I * I 云I 操作方法: 1 ?空间中各种角包括:异面直线所成的角、直线与平面所成的角以及二面角。 ①棱上一点双垂线法:②面上一点三垂线法:③空间一点垂面法: 斜面面积和射影面积的关系公式: S S cos (S 为原斜面面积,S 为射影面积,为斜面与射影所成二面 角的平面角)这个公式对于斜面为三角形 ,任意多边形都成立.是求二面角的好方法.当作二面角的平面角有困难时 如果能找得斜面面积的射影面积 ,可直接应用公式,求岀二面角的大小。 2 ?空间的距离 点线距,点面距,线线距,线面距,面面距都是对应图形上两点间的最短距离 3 ?空间向量的应用 (1 )用法向量求异面直线间的距离 CQS P rris-:欧 * b (1)异面直线所成的角的范围是 (2 )直线与平面所成的角的范围是 [0,—]。射影转 化法 2 方法 (3 )二面角的范围一般是指 (0,],解题时要注意图形的位置和题目的要求。作二面角的平面角常有三种 b F

高中数学高考复习空间向量及运算

2020高中数学高考复习空间向量及其运算

2020高中数学高考复习空间向量及其运算 1.空间向量的概念 (1)定义:空间中既有大小又有方向的量叫作空间向量.

(2)向量的夹角:过空间任意一点O 作向量a ,b 的相等向量OA →和OB → ,则∠AOB 叫作向量 a , b 的夹角,记作〈a ,b 〉,0≤〈a ,b 〉≤π. 2. 共线向量定理和空间向量基本定理 (1)共线向量定理 对空间任意两个向量a ,b (b ≠0),a∥b 的充要条件是存在实数λ,使得a =λb . (2)空间向量基本定理 如果向量e 1,e 2,e 3是空间三个不共面的向量,a 是空间任一向量,那么存在唯一一组实数λ1,λ2,λ3使得a =λ1e 1+λ2e 2+λ3e 3,其中e 1,e 2,e 3叫作空间的一个基底. 3. 空间向量的数量积及运算律 (1)定义 空间两个向量a 和b 的数量积是一个数,等于|a ||b |cos 〈a ,b 〉,记作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 . 4. 空间向量的坐标表示及应用 (1)数量积的坐标运算 设a =(a 1,a 2,a 3),b =(b 1,b 2,b 3), 则a·b =a 1b 1+a 2b 2+a 3b 3. (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), 则a∥b ?a =λb ?a 1=λb 1,a 2=λb 2,a 3=λb 3 (λ∈R ), a⊥b ?a·b =0?a 1b 1+a 2b 2+a 3b 3=0(a ,b 均为非零向量).

最新人教版高中数学《平面向量》全部教案

人教版高中数学《平面向量》全部教案

第五章 平面向量 第一教时 教材:向量 目的:要求学生掌握向量的意义、表示方法以及有关概念,并能作一个向量与 已知向量相等,根据图形判定向量是否平行、共线、相等。 过程: 一、开场白:课本P93(略) 实例:老鼠由A 向西北逃窜,猫在B 处向东追去, 问:猫能否追到老鼠?(画图) 结论:猫的速度再快也没用,因为方向错了。 二、提出课题:平面向量 1.意义:既有大小又有方向的量叫向量。例:力、速度、加速度、冲量 等 注意:1?数量与向量的区别: 数量只有大小,是一个代数量,可以进行代数运算、比较大小; 向量有方向,大小,双重性,不能比较大小。 2?从19世纪末到20世纪初,向量就成为一套优良通性的数学体 系,用以研究空间性质。 2.向量的表示方法: 1?几何表示法:点—射线 有向线段——具有一定方向的线段 有向线段的三要素:起点、方向、长度 A B A(起点) B (终 a

记作(注意起讫) 2?字母表示法:可表示为(印刷时用黑体字) P95 例 用1cm 表示5n mail (海里) 3.模的概念:向量AB 的大小——长度称为向量的模。 记作:|| 模是可以比较大小的 4.两个特殊的向量: 1?零向量——长度(模)为0的向量,记作。的方向是任意的。 注意0与0的区别 2?单位向量——长度(模)为1个单位长度的向量叫做单位向量。 例:温度有零上零下之分,“温度”是否向量? 答:不是。因为零上零下也只是大小之分。 例:与是否同一向量? 答:不是同一向量。 例:有几个单位向量?单位向量的大小是否相等?单位向量是否都相等? 答:有无数个单位向量,单位向量大小相等,单位向量不一定相等。 三、向量间的关系: 1.平行向量:方向相同或相反的非零向量叫做平行向量。 记作:a ∥b ∥c 规定:0与任一向量平行 2.相等向量:长度相等且方向相同的向量叫做相等向量。 记作:= 规定:= a b c

(完整word版)高三数学空间向量专题复习附答案

一、利用向量处理平行与垂直问题 例1、 在直三棱柱111C B A ABC -中,090=∠ACB , 030=∠BAC ,M A A BC ,6,11==是1CC 得中点。求证:AM B A ⊥1 练习:棱长为a 的正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,在棱DD 1上是否存在点P 使B 1D ⊥面P AC ? 例2 如图,已知矩形ABCD 和矩形ADEF 所在平面互相垂直,点N M ,分别在对角线AE BD ,上,且AE AN BD BM 3 1,31==,求证://MN 平面CDE 练习1、在正方体1111D C B A ABCD -中,E,F 分别是BB 1,,CD 中点,求证:D 1F ⊥平面ADE

2、如图,在底面是菱形的四棱锥P —ABCD 中, ?=∠60ABC , ,2,a PD PB a AC PA ====点E 在PD 上,且PE :ED = 2: 1.在棱PC 上是否存在一点 F, 使BF ∥平面AEC?证明你的结论. 二、利用空间向量求空间的角的问题 例1 在正方体1111D C B A ABCD -中,E 1,F 1分别在A 1B 1,,C 1D 1上,且E 1B 1=4 1A 1B 1,D 1F 1=4 1D 1C 1,求BE 1与DF 1所成的角的大小。 例2 在正方体1111D C B A ABCD -中, F 分别是BC 的中点,点E 在D 1C 1上,且 = 11E D 41 D 1C 1,试求直线 E 1 F 与平面D 1AC 例3 在正方体1111D C B A ABCD -中,求二面角1C BD A --的大小。

人教版高中数学《平面向量》全部教案

第五章 平面向量 第一教时 教材:向量 目的:要求学生掌握向量的意义、表示方法以及有关概念,并能作一个向量与已知向量相等,根据图形判定向量是否平行、共线、相等。 过程: 一、开场白:课本P93(略) 实例:老鼠由A 向西北逃窜,猫在B 处向东追去, 问:猫能否追到老鼠?(画图) 结论:猫的速度再快也没用,因为方向错了。 二、 提出课题:平面向量 1.意义:既有大小又有方向的量叫向量。例:力、速度、加速度、冲量 等 注意:1?数量与向量的区别: 数量只有大小,是一个代数量,可以进行代数运算、比较大 小; 向量有方向,大小,双重性,不能比较大小。 2?从19世纪末到20世纪初,向量就成为一套优良通性的数学 体系,用以研究空间性质。 2. 向量的表示方法: 1?几何表示法:点—射线 有向线段——具有一定方向的线段 有向线段的三要素:起点、方向、长度 记作(注意起讫) 2?字母表示法:可表示为(印刷时用黑体字) P95 例 用1cm 表示5n mail (海里) 3. 模的概念:向量 记作:|| 模是可以比较大小的 4. 两个特殊的向量: 1?零向量——长度(模)为0的向量,记作。的方向是任意的。 注意与0的区别 2?单位向量——长度(模)为1个单位长度的向量叫做单位向量。 例:温度有零上零下之分,“温度”是否向量? 答:不是。因为零上零下也只是大小之分。 例:与是否同一向量? A B A(起点) B (终点) a

答:不是同一向量。 例:有几个单位向量?单位向量的大小是否相等?单位向量是否都相等? 答:有无数个单位向量,单位向量大小相等,单位向量不一定相等。 三、 向量间的关系: 1.平行向量:方向相同或相反的非零向量叫做平行向量。 记作:∥∥ 规定:与任一向量平行 2. 相等向量:长度相等且方向相同的向量叫做相等向量。 记作:= 规定:= 任两相等的非零向量都可用一有向线段表示,与起点无关。 3. 共线向量:任一组平行向量都可移到同一条直线上 , 所以平行向量也叫共线向量。 = = = 例:(P95)略 变式一:与向量长度相等的向量有多少个?(11个) 变式二:是否存在与向量长度相等、方向相反的向量?(存在) 变式三:与向量共线的向量有哪些?(,,) 四、 小结: 五、 作业:P96 练习 习题5.1 第二教时 教材:向量的加法 目的:要求学生掌握向量加法的意义,并能运用三角形法则和平行四边形法则作 几个向量的和向量。能表述向量加法的交换律和结合律,并运用它进行向 量计算。 过程: 六、复习:向量的定义以及有关概念 强调:1?向量是既有大小又有方向的量。长度相等、方向相同的向量相等。 2?正因为如此,我们研究的向量是与起点无关的自由向量,即任何 向量可以在不改变它的方向和大小的前提下,移到任何位置。 七、 提出课题:向量是否能进行运算? 5.某人从A 到B ,再从B 按原方向到C , 则两次的位移和:=+ a b c A B C

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