高中数学新课标人教A版选修2-1:3.1.4 空间向量的正交分解及其坐标表示 课件(共20张ppt)


B ) 3.以下四个命题中正确的是(
A.空间的任何一个向量都可用三个给定向量表示 B.若{a,b,c}为空间的一个基底,则a,b,c全 不是零向量 C.若向量a ⊥ b,则a,b与任何一个向量都不能构 成空间的一个基底 D.任何三个不共线的向量都可构成空间的一个基底
C
O M
OQ = OM + MQ Q A 1 1 P = OA + MN 2 3 N 1 1 1 = OA + (ON - OA) B 2 3 2 1 1 1 1 1 = OA + (OB + OC)= OA + OB + OC . 3 6 3 6 6
设e1,e2,e3为有公共起点O的三个两两垂直的 单位向量 我们称它们为单位正交基底 , 以e1,e2,e3的公共起点O为原点, 分别以e1,e2,e3的方向为x轴,y轴,z轴的正 方向建立空间直角坐标系Oxyz.那么对于空间 任意一个向量p,一定可以把它平移,使它的 起点与原点O重合,得到向量OP = p.由
3.1.4 空间向量的正交分解
及其坐标表示
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a=λ b.
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
共线向量定理:
共面的充要条件是存在实数对x,y,使 p=xa+yb.
4.已知空间四边形OABC,M,N分别是OA,BC的中点, C ) 且OA=a, OB=b, OC=c,用a,b,c表示向量MN为 ( 1 1 1 A. a + b + c 2 2 2 1 1 1 C. - a+ b+ c 2 2 2 1 1 1 B. a - b + c 2 2 2 1 1 1 D.- a + b - c 2 2 2
空间向量基本定理可知,存在有序实数组 {x,y,z},使得p=xe1+ye2+ze3 我们把x,y,z称作向量p在单位正交基底e1,e2,e3 下的坐标,记作p =(x,y,z). 此时向量p的坐标恰是点P在空间直角坐标系Oxyz 中的坐标 x,y,z .
i x
y
Q
由平面向量基本定理可知,存在 有序实数对 x,y , 使得OQ = xi + yj. 从而OP = OQ + zk = xi + yj + zk. 如果 i,j,k是空间三个两两垂直的向量, 那么,对空间任一个向量p, 存在一个有序实数组 x,y,z , 使得p = xi + yj + zk. xi,yj,zk为向量p在 i,j,k上的分向量.
O-ABC 是四面 体,G1 是△ABC 的重心,G 是 OG1 上的一点, 且 OG=3GG1.若 OG =x OA +y OB +z OC ,则 ( x , y , z) 为 ( A ) 1 1 1 3 3 3 A .( , , ) B .( , , ) 4 4 4 4 4 4 1 1 1 2 2 2 C .( , , ) D .( , , ) 3 3 3 3 3 3
由空间向量基本定理可知,空间任意一个向量 都可以用三个不共面的向量表示出来.
例1.如图,M,N分别是四面体OABC的 边OA,BC的中点,P,Q是MN的三等分点. 用向量 OA,OB,OC表示OP和OQ. O 1 2 解 :OP = OM + MP = OA + MN M 2 3 2 1 1 Q = OA + (ON - OA) A 2 3 2 P 1 1 1 N = OA + OB + OC. 6 3 3 B
每一个成功者都有一个开始.勇于开始, 才能找到成功的路.
C
例 2.如图,已知正方体 ABCD-A′B′C′D′,点 → E 是上底面 A′B′C′D′的中心,求用→ AB,→ AD,AA ′为 -→ -→ 基底表示BD′, AE .
1 AE AA ' A ' E AA ' A ' B ' A ' D ' 2 1 1 AB AD AA '. 2 2
探究点1 空间向量基本定理 如图,设 i,j,k是空间三个两两垂直的向量, 且有公共起点O.对于空间任意一个向量p = OP, 设点Q为点P在 i,j所确定的平面上的正投影, 由平面向量基本定理可知, z 在OQ,k所确定的平面上, 存在实数z,使得OP = OQ + zk, P k j O 而在 i,j所确定的平面上,
5.如图,在正方体 ABCD-A1B1C1D1 中建立空间直角
坐标系,若正方体的棱长为 1,则 AC 1 的坐标
为 , CD1 的坐标为 (-1,0,1) .
(1,1,-1)
1.选定空间不共面的三个向量作为基向量,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.求解时要结合已知和所求观察图形,联想相关 的运算法则和公式,就近表示所需向量,再对照目 标进行调整,直到符合要求.
y
i (1,0), j (0,1),0 (0,0).
a xi y j
a
x

j
o i
1.理解空间向量基本定理,并能用基本定理解决
一些几何问题.(重点)
2.用基底表示已知向量.(难点)
3.理解基底、基向量及向量的线性组合的概念. 4.掌握空间向量的坐标表示,能在适当的坐标系 中写出向量的坐标.
探究点 2 在空间中,如果用任意三个不共面 向量a,b,c代替两两垂直的向量 i,j,k,能得到类似 的结论吗? 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, 存在有序实数组 x , y, z , 使得p xa yb z c . 空间所有向量的集合{p | p xa yb z c , x , y , z R } {a,b, c}叫做空间的一个基底,a,b, c都叫做基向量.
平面向量基本定理: 如果e1, e2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λ 1,λ 2,使a=λ 1 e1+λ 2 e2 . (e1、 e2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底)
平面向量的正交分解及坐标表示
2. 设x = a + b,y = b + c,z = c + a,且a,b,c 是空间的一个基底,给出下列向量组 ① a,b,x; ② x,y,z; ③ b,c,z; ④ x,y,a + b + c. 其中可以作为空间的基底的向量组 有 A.1个 B.2个 ( C ) C.3个 D.4个
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【人教A版】高中选修2-1数学:3.1.4-空间向量的正交分解及其坐标表示

【人教A版】高中选修2-1数学:3.1.4-空间向量的正交分解及其坐标表示

解答
类型三 空间向量的坐标表示
解答
解答
引申探究
解答
用坐标表示空间向量的步骤
反思与感悟
答案 解析
∵OM=2MA,点M在OA上,
当堂训练
1.在以下三个命题中,真命题的个数是 答案 解析
①三个非零向量a、b、c不能构成空间的一个基底,则a、b、c共面;
②若两个非零向量a、b与任何一个向量都不能构成空间的一个基底,则
梳理
(1)空间向量基本定理
条件 三个 不共面 的向量a,b,c和空间任一 向量p 结论 存在有序实数组{x,y,z},使得_p_=__x_a_+__y_b_+__zc_
(2)基底 条件:三个向量a,b,c 不共面 . 结论: {a,b,c} 叫做空间的一个基底. 基向量:基底中的向量a,b,c都叫做基向量.
a、b共线;
③若a、b是两个不共线的向量,而c=λa+μb(λ、μ∈R且λμ≠0),则{a,b,c}
构成空间的一个基底.
A.0
B.1
√C.2
D.3
①正确.基底的量必须不共面;②正确; ③不正确.a,b不共线,当c=λa+μb时,a、b、c共面,故只有①②正确.
1 2345
2.已知点A在基底{a,b,c}下的坐标为(8,6,4),其中a=i+j,b=j+k, c=k+i,则点A在基底{i,j,k}下的坐标是 答案 解析
知识点二 空间向量的坐标表示
思考1
平面向量的坐标是如何表示的? 答案
在平面直角坐标系中,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,对于平面内的一个向量a,由平面向量基本定理可知, 有且只有一对实数x,y,使a=xi+yj,这样,平面内的任一向量a 都可由x,y惟一确定,我们把有序实数对(x,y)叫做向量a的坐标, 记作a=(x,y),其中x叫做a在x轴上的坐标,y叫做a在y轴上的坐标.

人教A版高中数学选修2-1课件3.1.4空间向量的正交分解及其坐标表示

人教A版高中数学选修2-1课件3.1.4空间向量的正交分解及其坐标表示

[解题过程] ∵O→G=O→A+A→G,而A→G=23A→D,A→D=O→D -O→A,
又D为BC中点. ∴O→D=12(O→B+O→C), ∴O→G=O→A+23A→D=O→A+23(O→D-O→A) =O→A+23×12(O→B+O→C)-23O→A=13(O→A+O→B+O→C) =13(a+b+c).
1.对基底的理解 (1)空间任意三个不共面的向量都可构成空间的一个基 底.基底选定后,空间的所有向量均可由基底惟一表示. (2)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,所以若三个向量不共面,就说明它们都不是0. (3)空间的一个基底是指一个向量组,是由三个不共面的空 间向量构成;一个基向量是指基底中的某个向量,二者是相关 联的不同概念.
∴m=17,n=-5,z=-30.
∴O→P =17O→A -5O→B -30O→C .
[题后感悟] 判断给出的某一向量组中的三个向量能否作为 基底,关键是要判断它们是否共面,如果从正面难以入手,常 用反证法或是一些常见的几何图形帮助我们进行判断.
2.设x=a+b,y=b+c,z=c+a,且{a,b,c}是空间的一 个基底,给出下列向量组:
①{a,b,x};②{a,b,y};③{x,y,z};④{a,x,y}; ⑤{x,y,a+b+c}.
其中可以作为空间基底的向量组有( )
A.1个
B.2个
C.3个D.4个
解析: 如图所示,设 a=A→B,b=A→A1,
c=A→D ,则 x=A→B1,y=A→D1,z=A→C,
a+b+c=A→C1,由 A、B1、C、D1 四点 不共面,
1.已知a,b,c是不共面的三个向量,则能构成一个基底的 一组向量是( )
A.2a,a-b,a+2b

高中数学新人教A版选修2-1精品课件3.1.4《空间向量运算的正交分解及基坐标表示》课件

高中数学新人教A版选修2-1精品课件3.1.4《空间向量运算的正交分解及基坐标表示》课件
2
空间向量及其运算-共线与共面
复习问题引入 练习1、2
共面向量定 理
3
复习回顾: 1.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 . 规定: o 与任一向量 a 是共线向量.
2.共线向量定理: 空间任意两个向量 a 、 , b( b ≠ 0 )
13
14
15
D1 A1 D A B1 E
C1
F
B
C
16
1答案
2答案
证明: 设正方体的棱长为1,
A1
D1
z
C1 B1
建立如图的空间直角坐标系
A
D F
E C
y
x
B
17
18
1.基本知识:
(1)向量的长度公式与两点间的距离公式;
(2)两个向量的夹角公式。 2.思想方法:用向量计算或证明几何问题
时,可以先建立直角坐标系,然后把向量、点坐
标化,借助向量的直角坐标运算法则进行计算或
证明。
19
20
分析:
Байду номын сангаас
证三点共线可 尝试用向量来分析.
练习2:已知A、B、P三点共线,O为直线AB
外一点 , 且 OP xOA yOB ,求
的值.
6
练习2:已知A、B、P三点共线,O为直线AB
外一点 , 且 OP xOA yOB ,求 的值.
学习共面
7
二.共面向量:
1.共面向量:平行于同一平面的向量,叫做共面向量.
共线与共面分析
a // b 的充要条件是存在实数 ,使 a b . 思考:如图, l 为经过已知点 A 且平行非零向量 a 的直线,

新人教A版数学选修2-1课件:3.1.4 空间向量的正交分解及其坐标表示

新人教A版数学选修2-1课件:3.1.4 空间向量的正交分解及其坐标表示

方法技巧 (1)若基底确定,要充分利用向量加法、减法的三角形法则和 平行四边形法则,以及数乘向量的运算进行.
(2)若没给定基底时,首先选择基底,选择时,要尽量使所选的基向量能方 便地表示其他向量,再就是看基向量的模及其夹角已知或易求.
即时训练 2-1:(1)在空间四边形 ABCD 中,AC 和 BD 为对角线,G 为△ABC 的重心,E
注意:(1)若p=xa+yb+zc,则xa+yb+zc叫做向量a,b,c的线性表示式或线性 组合,或者说p可以由a,b,c线性表示. (2)对于基底{a,b,c},除了应知道a,b,c不共面外,还应明确以下三点:① 空间中任意三个不共面的向量都可以作为空间的一个基底.②基底中的三 个向量a,b,c都不是0.这是因为0与任意向量共线,与任意两个向量共面. ③空间中的一个基底是由不共面的三个向量构成的,是一个向量组,基向 量是指基底中的某一个向量,两者是相关联的不同概念.
解析: OA =2a+b+3c=8i+4j+2j+3k+9k-3j=8i+3j+12k. 所以点 A 的坐标为(8,3,12).故选 D.
4.已知i,j,k是空间直角坐标系Oxyz中x轴,y轴,z轴正方向上的单位向量,
且向量p=i-3j+ 1 k,则p的坐标为
.
2
答案:(1,-3,1 )
2
5.从空间一点 P 引出三条射线 PA,PB,PC,在 PA,PB,PC 上分别取 PQ =a, PR =b,
使得p=xa+yb+zc.
(2)空间向量基本定理的证明
如图,已知 a,b,c 不共面,过点 O 作 OA =a, OB =b, OC =c, OP =p.过点 P 作直线 PP′∥OC,交平面 OAB 于点 P′,在平面 OAB 内过点 P′作 P′A′∥OB,P′B′∥ OA,分别与直线 OA,OB 交于点 A′,B′,连接 OP′.于是存在三个实数 x,y,z,使

人教版高中数学选修2-1(A版)课件:第三章 3.1 3.1.4空间向量的正交分解及其坐标表示 (共72张PPT)

人教版高中数学选修2-1(A版)课件:第三章 3.1 3.1.4空间向量的正交分解及其坐标表示 (共72张PPT)
最孤独的时光,会塑造最坚强的自己。 只要有信心,人永远不会挫败。 我们的人生必须励志,不励志就仿佛没有灵魂。 如果我们一直告诫自己要开心过每一天,就是说我们并不开心。 善良的人永远命是弱者的借口,运是强者的谦辞,辉煌肯定有,就看怎么走。 只要还有明天,今天就永远是起跑线。
人生终有许多选择。每一步都要慎重。但是一次选择不能决定一切。不要犹豫,作出选择就不要后悔。只要我们能不屈不挠地奋斗,胜利就 在前方。 一个人最炫耀什么,说明其内心最缺乏什么;一个人越在意的地方,也是其最自卑的地方。 我们这个世界,从不会给一个伤心的落伍者颁发奖牌。 问候不一定要慎重其事,但一定要真诚感人。 人必须有自信,这是成功的秘密。 同在一个环境中生活,强者与弱者的分界就在于谁能改变它。 希望,只有和勤奋作伴,才能如虎添翼。 人总是在失去了才知道珍惜! 当你能飞的时候就不要放弃飞。 所有的胜利,与征服自己的胜利比起来,都是微不足道。所有的失败,与失去自己的失败比起来,更是微不足道。 不是井里没有水,而是挖的不够深;不是成功来的慢,而是放弃速度快。得到一件东西需要智慧,放弃一样东西则需要勇气! 你既认准这条路,又何必在意要走多久。 当你能飞的时候就不要放弃飞。

高二数学人教A版选修2-1课件:3.1.4 空间向量的正交分解及其坐标表示(共20张ppt) .ppt

高二数学人教A版选修2-1课件:3.1.4 空间向量的正交分解及其坐标表示(共20张ppt) .ppt
不是零向量 C.若向量ar ⊥ br ,则ar ,br 与任何一个向量都不能构
成空间的一个基底
D.任何三个不共线的向量都可构成空间的一个基底
4.已知空间四边形OABC,M,N分别是OA,BC的中点, 且OuuAr=ar ,OuuBr=br ,OuuCr=cr ,用ar ,br ,cr 表示向量MuuNr为 ( C )
单位向量 我们称它们为单位正交基底,
以er1,er 2,er 3的公共起点O为原点, 分别以er1,er 2,er 3的方向为x轴,y轴,z轴的正
方向建立空间直角坐标系Oxyz.那么对于空间
任意一个向量pr ,一定可以把它平移,使它的
uur 起点与原点O重合,得到向量OP
=
pr .由
空间向量基本定理可知,存在有序实数组 {x,y,z},使得pr =xer1+yer 2+zer 3 我们把x,y,z称作向量pr 在单位正交基底er1,er 2,er 3 下的坐标,记作pr =(x,y,z). 此时向量pr 的坐标恰是点P在空间直角坐标系Oxyz
探究点1 空间向量基本定理
rrr
如图,设i,j,k是空间三个两两垂直的向量,
且有公共起点O.对于空间任意一个向量pr
=
uur OP,
rr
设点Q为点P在i,j所确定的平面上的正投影,
由平uur面r 向量基本定理可知,
z
在OQ,k所确定的平面上,
uur uur r
存在实数z,使得OP = OQ + zk,
中的坐标 x,y,z.
由空间向量基本定理可知,空间任意一个向量
都可以用三个不共面的向量表示出来.
例1.如图,M,N分别是四面体OABC的
边OA,BC的中点,P,Q是MN的三等分点.

高中数学 3.1.4空间向量的正交分解及其坐标表示教案 新人教A版选修2-1

3. 1.4 空间向量的正交分解及其坐标表示教学目标1.能用坐标表示空间向量,掌握空间向量的坐标运算。

2.会根据向量的坐标判断两个空间向量平行。

重、难点1.空间向量的坐标表示及坐标运算法则。

2.坐标判断两个空间向量平行。

教学过程1.情景创设: 平面向量可用坐标表示,空间向量能用空间直角坐标表示吗?2.建构数学:如图:在空间直角坐标系O xyz -中,分别取与x 轴、y 轴、z 轴方向相同的单位向量,,i j k 作为基向量,对于空间任一向量a ,由空间向量基本定理,存在唯一的有序实数组(x ,y ,z ),使a xi y j zk =++;有序实数组(x ,y ,z )叫做向量a 的空间直角坐标系O xyz -中的坐标,记作a =(x ,y ,z )。

在空间直角坐标系O -xyz 中,对于空间任意一点A (x ,y ,z ),向量OA 是确定的,容易得到OA =xi y j zk ++。

因此,向量OA 的坐标为OA =(x ,y ,z )。

这就是说,当空间向量a 的起点移至坐标原点时,其终点的坐标就是向量a 的坐标。

类似于平面向量的坐标运算,我们可以得到空间向量坐标运算的法则。

设a =(123,,a a a ),b =(123,,b b b ),则a +b =(112233,,a b a b a b +++),a -b =(112233,,a b a b a b ---),λa =(123,,a a a λλλ)λ∈R 。

空间向量平行的坐标表示为a ∥b (a ≠0)112233,,()b a b a b a λλλλ⇔===∈R 。

例题分析:例1:已知a =(1,-3,8),b =(3,10,-4),求a +b ,a -b ,3a 。

例2:已知空间四点A (-2,3,1),B (2,-5,3),C (10,0,10)和D (8,4,9),求证:四边形ABCD 是梯形。

例3:求点A(2,-3,-1)关于xOy平面,zOx平面及原点O的对称点。

高二数学人教A版选修2-1课件:3.1.4 空间向量的正交分解及其坐标表示(共20张)

3.1.4 空间向量的正交分解 及其坐标表示
共线向量定理: 共面向量定理:
平面向量基本定理:
y 平面向量的正交分解及坐标表示
o
x
1.理解空间向量基本定理,并能用基本定理解决 一些几何问题.(重点)
2.用基底表示已知向量.(难点) 3.理解基底、基向量及向量的线性组合的概念. 4.掌握空间向量的坐标表示,能在适当的坐标系
每一个成功者都有一个开始.勇于开始, 才能找到成功的路.
中写出向量的坐标.
z
k
P
Oj
y
i
x
Q
O M
A
Q
C
P
N
B
O M
A
Q
Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
P
N
B
A
C
B
C
(1,1,-1) (-1,0,1)
1.选定空间不共面的三个向量作为基向量,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.求解时要结合已知和所求观察图形,联想相关 的运算法则和公式,就近表示所需向量,再对照目 标进行调整,直到符合要求.

高中数学新人教A版选修2-1课件:第三章空间向量与立体几何3.1.4空间向量的正交分解及其坐标表示

则xa+yb+zc=x'a+y'b+z'c,
所以(x-x')a+(y-y')b+(z-z')c=0.
又a,b,c不共面,所以x-x'=0,y-y'=0,且z-z'=0,即x=x',y=y',且z=z'.
所以p=xa+yb+zc的表示情势是唯一的.
重难聚焦
2.空间向量的坐标表示
剖析:(1)单位正交基底.如果空间的一个基底的三个基向量互相
典例透析
题型一
题型二
题型三
【变式训练1】 设x=a+b,y=b+c,z=c+a,且{a,b,c}是空间的一个
基底,给出下列向量组:①{a,b,x},②{x,y,z},③{b,c,z},④{x,y,a+b+c},
其中可以作为空间的基底的向量组有(
)
A.1个 B.2个 C.3个D.4个
典例透析
题型一
.
答案:(3,2,-1),(-2,4,2)
重难聚焦
1.空间向量基本定理的证明
剖析:(1)存在性:分四步,如图所示.
①平移:设 a,b,c 不共面,过点 O作 =a, =b, =c, =p;
②平行投影:过点 P 作直线 PP'∥OC,交平面 OAB 于点 P',在平
面 OAB 内过点 P'作 P'A'∥OB,P'B'∥OA,分别与直线 OA,OB 交于点
重难聚焦
(3)空间向量的坐标.给定一个空间直角坐标系和向量 a,且设
i,j,k 为坐标向量,则存在有序实数组{x,y,z},使 a=xi+yj+zk,把 x,y,z 叫

高中数学人教A版选修2-1课件: 3.1.4 空间向量的正交分解及其坐标表示 课件


BC的中点, P,Q是MN的三等分点.用向量OA,OB,OC
表示OP和OQ.
O
解 OP OM MP 1 OA 2 MN M
1 OA 2
2 ON OM
3
Q
23AΒιβλιοθήκη 1 OA 2 [1 (OB OC) 1 OA]
P
C
N
2
32
2
B
1 OA 1 OB 1 OC 1 OA 2333
2 ON OM
3
Q
23
A
1 OA 12 [1 (OB OC) 1 OA]
P
C
N
2
32
2
B
1 OA 1 OB 1 OC 1 OA
2
63
36
36
3.116
1 OA 1 OB 1 OC
36
63
36
1空.平间面向量的坐标表示
如图,在直角坐标系内,我们分别取与x轴、y轴方、向z轴相方同向
的研究方向;分析小说,一般都是从人物、环境、情节三个要素入手;写记叙文,则要从时间、地点、人物和事情发生的起因、经过、结果六个方面进
行叙述。这些都是语文学习中的一些具体方法。其他的科目也有适用的学习方法,如解数学题时,会用到反正法;换元法;待定系数法;配方法;消元
法;因式分解法等,掌握各个科目的方法是大家应该学习的核心所在。
的两三个单位向量 i、 j 作、为k 基作底为, 基底,
任何一个向 量 a , 由 空平间面 向量基本定理知, y
有且只有一 对组 实数 x、y, z, 使得
a xi y j zk ············向量表示
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