学习知识要点-空间直角坐标系
高中数学空间直角坐标系--空间两点间的距离公式
空间直角坐标系空间两点间的距离公式层级一学业水平达标1．点P(a，b，c)到坐标平面xOy的距离是()A.a2＋b2B．|a|C．|b| D．|c|解析：选D点P在xOy平面的射影的坐标是P′(a，b,0)，所以|PP′|＝|c|.2．已知A(1,1,1)，B(－3，－3，－3)，则线段AB的长为()A．4 3 B．2 3C．4 2 D．3 2解析：选A|AB|＝(1＋3)2＋(1＋3)2＋(1＋3)2＝4 3.3．在空间直角坐标系中，点P(3,1,5)关于平面xOz对称的点的坐标为()A．(3，－1,5) B．(－3，－1,5)C．(3，－1，－5) D．(－3,1，－5)解析：选A由于点关于平面xOz对称，故其横坐标、竖坐标不变，纵坐标变为相反数，即对称点坐标是(3，－1,5)．4．若点P(－4，－2,3)关于xOy平面及y轴对称的点的坐标分别是(a，b，c)，(e，f，d)，则c与e的和为()A．7 B．－7C．－1 D．1解析：选D由题意，知点P关于xOy平面对称的点的坐标为(－4，－2，－3)，点P 关于y轴对称的点的坐标为(4，－2，－3)，故c＝－3，e＝4，故c＋e＝－3＋4＝1.5．点P(1，2，3)为空间直角坐标系中的点，过点P作平面xOy的垂线，垂足为Q，则点Q的坐标为()A．(0,0，3) B．(0，2，3)C．(1,0，3) D．(1，2，0)解析：选D由空间点的坐标的定义，知点Q的坐标为(1，2，0)．6．空间点M(－1，－2,3)关于x轴的对称点的坐标是________．解析：∵点M(－1，－2,3)关于x轴对称，由空间中点P(x，y，z)关于x轴对称点的坐标为(x，－y，－z)知，点M关于x轴的对称点为(－1,2，－3)．答案：(－1,2，－3)7．在空间直角坐标系中，点(－1，b,2)关于y轴的对称点是(a，－1，c－2)，则点P(a，b ，c )到坐标原点的距离|PO |＝________.解析：由点(x ，y ，z )关于y 轴的对称点是点(－x ，y ，－z )可得－1＝－a ，b ＝－1，c －2＝－2，所以a ＝1，c ＝0，故所求距离|PO |＝12＋(－1)2＋02＝ 2. 答案： 28．在空间直角坐标系中，点M (－2,4，－3)在xOz 平面上的射影为点M 1，则点M 1关于原点对称的点的坐标是________．解析：由题意，知点M 1的坐标为(－2,0，－3)，点M 1关于原点对称的点的坐标是(2,0,3)． 答案：(2,0,3)9.如图，已知长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的对称中心在坐标原点，交于同一顶点的三个面分别平行于三个坐标平面，顶点A (－2，－3，－1)，求其他七个顶点的坐标．解：由题意，得点B 与点A 关于xOz 平面对称，故点B 的坐标为(－2,3，－1)；点D 与点A 关于yOz 平面对称，故点D 的坐标为(2，－3，－1)；点C 与点A 关于z 轴对称，故点C 的坐标为(2,3，－1)；由于点A 1，B 1，C 1，D 1分别与点A ，B ，C ，D 关于xOy 平面对称，故点A 1，B 1，C 1，D 1的坐标分别为A 1(－2，－3,1)，B 1(－2,3,1)，C 1(2,3,1)，D 1(2，－3,1)．10.如图，在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中，|AB |＝|AD |＝2，|AA 1|＝4，点M 在A 1C 1上，|MC 1|＝2|A 1M |，N 在D 1C 上且为D 1C 的中点，求M ，N两点间的距离．解析：由已知条件，得|A 1C 1|＝2 2.由|MC 1|＝2|A 1M |，得|A 1M |＝223， 且∠B 1A 1M ＝∠D 1A 1M ＝π4.如图，以A 为原点，分别以AB ，AD ，AA 1所在直线为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系，则M ⎝⎛⎭⎫23，23，4，C (2,2,0)，D 1(0,2,4)．由N 为CD 1的中点，可得N (1,2,2)．∴|MN |＝ ⎝⎛⎭⎫1－232＋⎝⎛⎭⎫2－232＋(2－4)2＝533. 层级二 应试能力达标1．点A (0，－2,3)在空间直角坐标系中的位置是( )A ．在x 轴上B ．在xOy 平面内C ．在yOz 平面内D ．在xOz 平面内解析：选C ∵点A 的横坐标为0，∴点A (0，－2,3)在yOz 平面内．2．在空间直角坐标系中，点P (2,3,4)和点Q (－2，－3，－4)的位置关系是( )A ．关于x 轴对称B ．关于yOz 平面对称C ．关于坐标原点对称D ．以上都不对解析：选C 点P 和点Q 的横、纵、竖坐标均相反，故它们关于原点对称．3．设A (1,1，－2)，B (3,2,8)，C (0,1,0)，则线段AB 的中点P 到点C 的距离为( ) A.132 B.534 C.532D.532 解析：选D 利用中点坐标公式，得点P 的坐标为⎝⎛⎭⎫2，32，3，由空间两点间的距离公式，得|PC |＝(2－0)2＋⎝⎛⎭⎫32－12＋(3－0)2＝532. 4．在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中，若D (0,0,0)，A (4,0,0)，B (4,2,0)，A 1(4,0,3)，则对角线AC 1的长为( )A ．9 B.29 C ．5 D ．2 6解析：选B 由已知，可得C 1(0,2,3)，∴|AC 1|＝(0－4)2＋(2－0)2＋(3－0)2＝29.5．已知A (3,5，－7)，B (－2,4,3)，则线段AB 在yOz 平面上的射影长为________． 解析：点A (3,5，－7)，B (－2,4,3)在yOz 平面上的射影分别为A ′(0,5，－7)，B ′(0,4,3)，∴线段AB 在yOz 平面上的射影长|A ′B ′|＝(0－0)2＋(4－5)2＋(3＋7)2＝101.答案：1016．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，且点M 到点A ，B 的距离相等，则点M 的坐标是________．解析：因为点M 在y 轴上，所以可设点M 的坐标为(0，y,0)．由|MA |＝|MB |，得(0－1)2＋(y －0)2＋(0－2)2＝(0－1)2＋(y ＋3)2＋(0－1)2，整理得6y ＋6＝0，解得y ＝－1，即点M 的坐标为(0，－1,0)．答案：(0，－1,0) 7．在空间直角坐标系中，解答下列各题．(1)在x 轴上求一点P ，使它与点P 0(4,1,2)的距离为30；(2)在xOy 平面内的直线x ＋y ＝1上确定一点M ，使它到点N (6,5,1)的距离最短． 解：(1)设P (x,0,0)．由题意，得|P 0P |＝(x －4)2＋1＋4＝30，解得x ＝9或x ＝－1.所以点P 的坐标为(9,0,0)或(－1,0,0)．(2)由已知，可设M (x 0,1－x 0,0)．则|MN |＝(x 0－6)2＋(1－x 0－5)2＋(0－1)2＝2(x 0－1)2＋51.所以当x 0＝1时，|MN |min ＝51.此时点M 的坐标为(1,0,0)．8.如图，正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为a ，M 为BD 1的中点，N在A 1C 1上，且|A 1N |＝3|NC 1|，试求MN 的长．解：以D 为原点，以DA ，DC ，DD 1所在直线为x 轴、y 轴、z 轴，建立如图所示的空间直角坐标系，则B (a ，a,0)，A 1(a,0，a )，C 1(0，a ，a )，D 1(0,0，a )．由于M 为BD 1的中点，所以M ⎝⎛⎭⎫a 2，a 2，a 2，取A 1C 1中点O 1，则O 1⎝⎛⎭⎫a 2，a 2，a ，因为|A 1N |＝3|NC 1|，所以N 为O 1C 1的中点，故N ⎝⎛⎭⎫a 4，34a ，a . 由两点间的距离公式可得：|MN |＝ ⎝⎛⎭⎫a 2－a 42＋⎝⎛⎭⎫a 2－34a 2＋⎝⎛⎭⎫a 2－a 2 ＝64a .高考数学：试卷答题攻略一、“六先六后”，因人因卷制宜。
课件2：3.1.4空间向量的直角坐标运算
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小结 已知两个向量的坐标，证明这两个向量平行或垂 直，就是根据 a⊥b⇔a·b＝0⇔a1b1＋a2b2＋a3b3＝0，c∥d⇔c ＝xd⇔c1＝xd1，c2＝xd2，c3＝xd3 (x∈R，x≠0)来证明．
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跟踪训练 2 将本例中“若向量 ka＋b 与 ka－2b 互相垂
练一练·当堂检测、目标达成落实处
3．若 ABCD 为平行四边形，且 A(4,1,3)，B(2，－5,1)，
C(－3,7，－5)，则顶点 D 的坐标为
(D )
A．72，4，－1
B．(2,3,1)
C．(－3,1,5)
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例 2 已知空间三点 A(－2,0,2)，B(－1,1,2)，C(－3,0,4)，设 a ＝A→B，b＝A→C.若向量 ka＋b 与 ka－2b 互相垂直，求 k 的值．
解 a＝(－1＋2,1－0,2－2)＝(1,1,0)， b＝(－3＋2,0－0,4－2)＝(－1,0,2)， ∴ka＋b＝(k，k,0)＋(－1,0,2)＝(k－1，k,2)， ka－2b＝(k，k,0)－(－2,0,4)＝(k＋2，k，－4)， ∴(k－1，k,2)·(k＋2，k，－4)＝(k－1)(k＋2)＋k2－8， 即 2k2＋k－10＝0，∴k＝－52或 k＝2.
＝(2,1,2)－λ(1,1,2)＝(2－λ，1－λ，2－2λ)，
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则Q→A·Q→B＝(1－λ，2－λ，3－2λ)·(2－λ，1－λ，2－2λ) ＝(1－λ)(2－λ)＋(2－λ)(1－λ)＋(3－2λ)(2－2λ) ＝6λ2－16λ＋10， ∴当 λ＝43时，Q→A·Q→B取得最小值． 又O→Q＝λO→P＝43(1,1,2)＝43，43，83. 所以，所求点 Q 的坐标为43，43，83.
空间向量与立体几何知识点归纳总结
空间向量与立体几何知识点归纳总结在空间直角坐标系中，一个向量可以用其在三个坐标轴上的投影来表示。
设向量为a=(a1,a2,a3)则其在x轴、y轴、z轴上的投影分别为a1、a2、a3即a=(a1,a2,a3)2）空间向量的模长：向量的模长是指其长度，即a|=√(a1²+a2²+a3²)3）向量的单位向量：一个向量的单位向量是指其方向相同、模长为1的向量。
设向量a的模长为a|则其单位向量为a/|a|4）向量的方向角：向量在空间直角坐标系中与三个坐标轴的夹角分别称为其方向角。
设向量a=(a1,a2,a3)则其方向角为α=cos⁻¹(a1/|a|)、β=cos⁻¹(a2/|a|)、γ=cos⁻¹(a3/|a|)5）向量的方向余弦：向量在空间直角坐标系中与三个坐标轴的夹角的余弦值分别称为其方向余弦。
设向量a=(a1,a2,a3)则其方向余弦为cosα=a1/|a|、cosβ=a2/|a|、cosγ=a3/|a|一、知识要点1.空间向量的概念：在空间中，向量是具有大小和方向的量。
向量通常用有向线段表示，同向等长的有向线段表示同一或相等的向量。
向量具有平移不变性。
2.空间向量的运算：空间向量的加法、减法和数乘运算与平面向量运算相同。
运算法则包括三角形法则、平行四边形法则和平行六面体法则。
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，那么这些向量也叫做共线向量。
共线向量定理指出，空间任意两个向量a、b（b≠0），a//b存在实数λ，使a＝λb。
4.共面向量：能平移到同一平面内的向量叫做共面向量。
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有唯一的有序实数组x、y、z，使p=xa+yb+zc。
若三向量a、b、c不共面，则{a,b,c}叫做空间的一个基底，a、b、c叫做基向量。
6.空间向量的直角坐标系：在空间直角坐标系中，一个向量可以用其在三个坐标轴上的投影来表示。
(完整word版)人教A版高中数学必修2知识点
必修2知识点归纳第一章 空间几何体1、空间几何体的结构：空间几何体分为多面体和旋转体和简单组合体⑴常见的多面体有：棱柱、棱锥、棱台；常见的旋转体有：圆柱、圆锥、圆台、球。
简单组合体的构成形式：一种是由简单几何体拼接而成，例如课本图1.1-11中（1）（2）物体表示的几何体； 一种是由简单几何体截去或挖去一部分而成，例如课本图1.1-11中（3）（4）物体表示的几何体。
⑵棱柱：有两个面互相平行，其余各面都是四边形，并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行，由这些面所围成的多面体叫做棱柱。
⑶棱台：用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥，底面与截面之间的部分，这样的多面体叫做棱台。
1、空间几何体的三视图和直观图把光由一点向外散射形成的投影叫中心投影，中心投影的投影线交于一点；把在一束平行光线照射下的投影叫平行投影，平行投影的投影线是平行的。
（1）定义：正视图：光线从几何体的前面向后面正投影得到的投影图； 侧视图：光线从几何体的左面向右面正投影得到的投影图； 俯视图：光线从几何体的上面向下面正投影得到的投影图。
几何体的正视图、侧视图和俯视图统称为几何体的三视图。
（2）三视图中反应的长、宽、高的特点：“长对正”，“高平齐”，“宽相等”2、空间几何体的直观图（表示空间图形的平面图）. 观察者站在某一点观察几何体，画出的图形.3、斜二测画法的基本步骤：①建立适当直角坐标系xOy （尽可能使更多的点在坐标轴上） ②建立斜坐标系'''x O y ∠，使'''xOy∠=450（或1350），注意它们确定的平面表示水平平面；③画对应图形，在已知图形平行于X 轴的线段，在直观图中画成平行于X ‘轴，且长度保持不变；在已知图形平行于Y 轴的线段，在直观图中画成平行于Y ‘轴，且长度变为原来的一半；一般地，原图的面积是其直观图面积的22倍，即22S S 原图直观＝4、空间几何体的表面积与体积⑴圆柱侧面积；l r S ⋅⋅=π2侧面⑵圆锥侧面积：l r S ⋅⋅=π侧面⑶圆台侧面积：l R lr S ⋅⋅+⋅⋅=ππ侧面⑷体积公式：h S V ⋅=柱体；h S V ⋅=31锥体；()13V h S S S S =+⋅+下下台体上上⑸球的表面积和体积：32344R V R S ππ==球球，.一般地，面积比等于相似比的平方，体积比等于相似比的立方。
7-1 空间直角坐标系,向量及其线性运算
OM = { x , y , z } 与其终点 的坐标一致. 与其终点M 的坐标一致.
所以要求一个向量的坐标， 所以要求一个向量的坐标 ， 可将其起点移至坐标原点， 可将其起点移至坐标原点 ， 直接求终点的坐标即可. 直接求终点的坐标即可.
o o
z
M( x, y, z) y
x
利用坐标作向量的线性运算 r r r r r 设a = {ax , ay , az }, 即 a = a x i + a y j + a z k ; r r r r r b = bx i + b y j + bz k ; b = {bx , by , bz },
第七章
空间解析几何与向量代数
空间解析几何： 空间解析几何：通过建立空间直角坐标系 把空间几何图形和代数方程联系起来. 把空间几何图形和代数方程联系起来. 向量：既有大小又有方向的量. 向量：既有大小又有方向的量. 本章知识也为讨论多元函数微积分立下几何 基础。 基础。
第七章 七
第一节 空间直角坐标系、 向量及其线性运算
MD = 1 ( b − a) 2
C
b
A
M a B
∴ MA = − 1 ( a + b) MB = − 1 (b − a) 2 2 MC = 1 ( a + b) 2
向量经过数乘运算后与原向量平行。 反之， 向量经过数乘运算后与原向量平行。 反之， 如果两个向量平行，则它们之间必存在数乘关系. 如果两个向量平行，则它们之间必存在数乘关系. r r r r 定理: 设向量a ≠ 0，那末向量b 平行于a 的
2
Q M 1 P = x2 − x1 ,
z
R
• M2
M1
空间向量知识点归纳总结（经典）
空间向量知识点归纳总结（经典）空间向量与⽴体⼏何知识点归纳总结⼀．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）向量具有平移不变性2. 空间向量的运算。
定义：与平⾯向量运算⼀样，空间向量的加法、减法与数乘运算如下（如图）。
OB OA AB a b =+=+ ;BA OA OB a b =-=- ;()OP a R λλ=∈运算律：⑴加法交换律：a b b a +=+⑵加法结合律：)()(c b a c b a++=++⑶数乘分配律：b a b aλλλ+=+)(运算法则：三⾓形法则、平⾏四边形法则、平⾏六⾯体法则 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存在实数λ，使a＝λb 。
（3）三点共线：A 、B 、C 三点共线<=>λ=<=>)1(=++=y x OB y OA x OC 其中（4）与共线的单位向量为±4. 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 =+。
（3）四点共⾯：若A 、B 、C 、P 四点共⾯<=>AC y AB x AP +=<=>)1(=++++=z y x OC z OB y OA x OP 其中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。
高中数学选择性必修第一册(人教A版)1、3、1 空间直角坐标系(课件PPT)
1．点 P(2,0,3)在空间直角坐标系中的位置是在( )
A．y 轴上
B．坐标平面 Oxy 上
C．坐标平面 Ozx 上
D．坐标平面 Oyz 上
答案 C
解析 因为点 P 的坐标中纵坐标为 0，横坐标和竖坐标都不
为 0，所以点 P 在坐标平面 Ozx 上．故选 C 项．
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【例题 3】 在空间直角坐标系中，已知点 P(－2,1,4)． (1)求点 P 关于 x 轴对称的点的坐标； (2)求点 P 关于坐标平面 Oxy 对称的点的坐标； (3)求点 P 关于点 M(2，－1，－4)对称的点的坐标． 解析 (1)因为点 P 关于 x 轴对称后，它在 x 轴的分量不变，在 y 轴、z 轴的分量变为原来的相反数，所以对称点 P1 的坐标为(－2， －1，－4)． (2)因为点 P 关于坐标平面 Oxy 对称后，它在 x 轴、y 轴的分 量不变，在 z 轴的分量变为原来的相反数，所以对称点 P2 的坐标 为(－2,1，－4)．
2．在空间直角坐标系中，点 P(－1,2,3)关于坐标平面 Oxy 对
称的点的坐标是( )
A．(1，－2，－3)
B．(－1,2，－3)
C．(1，－2,3)
D．(－1，－2,3)
答案 B
解析 由题意可得对称点的横坐标和纵坐标与点 P 的相同，
竖坐标与点 P 的互为相反数，故对称点的坐标为(－1,2，－3)．故
1．点的坐标表示：在空间直角坐标系 Oxyz 中，i，j，k 为坐 标向量，对空间任意一点 A，对应一个向量O→A，且点 A 的位置由 向量O→A唯一确定，由空间向量基本定理，存在唯一的有序实数组 (x，y，z)，使O→A＝xi＋yj＋zk.在单位正交基底 {i，j，k}下与向量 O→A对应的_________有__序__实__数__组__(_x_，__y_，__z)__________叫做点 A 在空 间直角坐标系中的坐标，记作_______A__(x_，__y_，__z_)________，其中 __x_叫做点 A 的横坐标，__y_叫做点 A 的纵坐标，__z_叫做点 A 的竖 坐标．
知识要点空间直角坐标系
知识要点空间直角坐标系空间直角坐标系是用来描述三维空间中点位置的一种坐标系统。
它由三个坐标轴x、y、z构成，且彼此互相垂直，并在相交点处成为原点O。
在空间直角坐标系中，每个点的位置可由它在每个坐标轴上的投影来确定。
假设特定点P的坐标为(x,y,z)，则在x轴上的投影为x，y轴上的投影为y，z轴上的投影为z。
空间直角坐标系的特点是可以将任意三维空间中的点表示为有序的数对(x,y,z)，并且任意两点之间的距离可以用直线段来表示。
其基本特征有以下几点：1.原点O：空间直角坐标系的交点即为原点O，它的坐标为(0,0,0)。
2.坐标轴：空间直角坐标系有三个互相垂直的坐标轴，分别为x轴、y轴和z轴。
它们分别与三个方向对应：x轴正向为向右，y轴正向为向上，z轴正向为向外。
3. 坐标面：由三个坐标轴所确定的平面称为坐标面。
分别为xoy平面（z = 0）、xoz平面（y = 0）和yoz平面（x = 0）。
4.坐标轴方向：坐标轴方向有正负之分，规定沿着轴线正向的方向为正方向，反向则为负方向。
5.坐标轴长度：不同坐标轴的长度可以任选，但通常选择相等长度，方便计算。
在空间直角坐标系中，我们可以通过以下方法进行基本的空间点运算：1.点的移动：在坐标轴上，点的移动相当于坐标值的变化。
向右移动，坐标值加；向左移动，坐标值减；向上移动，坐标值加；向下移动，坐标值减；向外移动（离原点越来越远），坐标值加；向内移动（离原点越来越近），坐标值减。
2.点的关系：可以通过对比坐标值来判断两个点的相对位置。
若两点的x、y、z坐标值分别相等，则它们重合；若只有一个坐标值相等，则它们在同一坐标轴上；若有两个坐标轴的坐标值相等，则它们在同一平面上；若没有坐标值相等，则它们位于不同的坐标平面中。
3.点的中点坐标：求两点的中点坐标，可以将两个点的对应坐标分别相加然后除以24. 点的距离：可以根据勾股定理来求两点之间的距离。
设两点分别为P(x1, y1, z1)和Q(x2, y2, z2)，则它们之间的距离d为：d =sqrt((x2 - x1)^2 + (y2 - y1)^2 + (z2 - z1)^2)。
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第5讲 空间直角坐标系★知识梳理★1.右手直角坐标系①右手直角坐标系的建立规则：x 轴、y 轴、z 轴互相垂直，分别指向右手的拇指、食指、中指；②已知点的坐标),,(z y x P 作点的方法与步骤（路径法）：沿x 轴正方向（0>x 时）或负方向（0<x 时）移动||x 个单位，再沿y 轴正方向（0>y 时）或负方向（0<y 时）移动||y 个单位，最后沿x 轴正方向（0>z 时）或负方向（0<z 时）移动||z 个单位，即可作出点③已知点的位置求坐标的方法：过P 作三个平面分别与x 轴、y 轴、z 轴垂直于C B A ,,，点C B A ,,在x 轴、y 轴、z 轴的坐标分别是c b a ,,，则),,(c b a 就是点P 的坐标2、在x 轴上的点分别可以表示为),0,0(),0,,0(),0,0,(c b a ，在坐标平面xOy ，xOz ，yOz 内的点分别可以表示为),,0(),,0,(),0,,(c b c a b a ;3、点),,(c b a P 关于x 轴的对称点的坐标为),,(c b a --点),,(c b a P 关于y 轴的对称点的坐标为),,(c b a --；点),,(c b a P 关于z 轴的对称点的坐标为),,(c b a --；点),,(c b a P 关于坐标平面xOy 的对称点为),,(c b a -；点),,(c b a P 关于坐标平面xOz 的对称点为),,(c b a -；点),,(c b a P 关于坐标平面yOz 的对称点为),,(c b a -；点),,(c b a P 关于原点的对称点),,(c b a ---。
4. 已知空间两点),,(),,(222111z y x Q z y x P ，则线段PQ 的中点坐标为)2,2,2(212121z z y y x x +++ 5．空间两点间的距离公式已知空间两点),,(),,(222111z y x Q z y x P ， 则两点的距离为221221221)()()(||z z y y x x PQ -+-+-= ，特殊地,点),,(z y x A 到原点O 的距离为222||z y x AO ++=;5．以),,(000z y x C 为球心,r 为半径的球面方程为2202020)()()(r z z y y x x =-+-+-特殊地,以原点为球心,r 为半径的球面方程为2222r z y x =++ ★重难点突破★重点:了解空间直角坐标系，会用空间直角坐标系表示点的位置，会推导和使用空间两点间的距离公式难点:借助空间想象和通过与平面直角坐标系的类比，认识空间点的对称及坐标间的关系重难点: 在空间直角坐标系中，点的位置关系及空间两点间的距离公式的使用1．借助空间几何模型进行想象，理解空间点的位置关系及坐标关系问题1：点),,(c b a P 到y 轴的距离为[解析]借助长方体来思考，以点P O ,为长方体对角线的两个顶点，点),,(c b a P 到y 轴的距离为长方体一条面对角线的长度，其值为22c a +2．将平面直角坐标系类比到空间直角坐标系问题2：对于任意实数,,x y z 值[解析]在空间直角坐标系中，表示空间点(,,)x y z 到点(0,0,0)的距离与到点(1,2,1)-的距离之和，它的最小值就是点(0,0,0)与点(1,2,1)-。
3．利用空间两点间的距离公式，可以解决的几类问题(1)判断两条相交直线是否垂直(2)判断空间三点是否共线(3)得到一些简单的空间轨迹方程★热点考点题型探析★考点1: 空间直角坐标系题型1: 认识空间直角坐标系[例1 ]（1）在空间直角坐标系中，y a =表示 （ ）A ．y 轴上的点B ．过y 轴的平面C ．垂直于y 轴的平面D ．平行于y 轴的直线（2）在空间直角坐标系中，方程x y =表示A ．在坐标平面xOy 中，1，3象限的平分线B ．平行于z 轴的一条直线C ．经过z 轴的一个平面D ．平行于z 轴的一个平面【解题思路】认识空间直角坐标系,可以类比平面直角坐标系,如在平面直角坐标系坐标系中,方程1=x 表示所有横坐标为1的点的集合[解析]（1）y a =表示所有在y 轴上的投影是点)0,,0(a 的点的集合，所以y a =表示经过点)0,,0(a 且垂直于y 轴的平面（2）方程x y =表示在任何一个垂直于z 轴的一个平面内，1，3象限的平分线组成的集合【名师指引】(1)类比平面直角坐标系,可以帮助我们认识空间直角坐标系(2)要从满足某些特殊条件的点的坐标特征去思考问题。
如：经过点)0,0,(a 且垂直于x 轴的平面上的点都可表示为),,(z y a题型2: 空间中点坐标公式与点的对称问题[例2 ] 点),,(c b a P 关于z 轴的对称点为1P ，点1P 关于平面xOy 的对称点为2P ，则2P 的坐标为【解题思路】类比平面直角坐标系中的对称关系，得到空间直角坐标系中的对称关系[解析]因点P 和1P 关于z 轴对称, 所以点P 和1P 的竖坐标相同,且在平面xOy 的射影关于原点对称,故点1P 的坐标为),,(c b a --,又因点1P 和2P 关于平面xOy 对称, 所以点2P 坐标为),,(c b a ---【名师指引】解决空间点的对称问题,一要借助空间想象,二要从它们在坐标平面的射影找关系,如借助空间想象,在例2中可以直接得出点2P 为点),,(c b a P 关于原点的对称点,故坐标为),,(c b a ---【新题导练】1．已知正四棱柱1111ABCD A B C D -的顶点坐标分别为(0,0,0),(2,0,0),(0,2,0)A B D ，1(0,0,5)A ，则1C 的坐标为 。
[解析]正四棱柱1111ABCD A B C D -过点A 的三条棱恰好是坐标轴，∴1C 的坐标为（2，2，5）2．平行四边形ABCD 的两个顶点的的坐标为)3,2,3(),3,1,1(--B A ，对角线的交点为)4,0,1(M ，则顶点C 的坐标为 , 顶点D 的坐标为[解析]由已知得线段AC 的中点为M ,线段BD 的中点也是M ,由中点坐标公式易得 )5,1,3(-C ，)11,2,1(--D3．已知(4,3,1)M -，记M 到x 轴的距离为a ，M 到y 轴的距离为b ，M 到z 轴的距离为c ，则（ ）A ．a b c >>B ．c b a >>C ．c a b >>D ．b c a >>[解析]借助长方体来思考, a 、b 、c 分别是三条面对角线的长度。
5,17,10===∴c b a ，选C考点2：空间两点间的距离公式题型：利用空间两点间的距离公式解决有关问题[例3 ] 如图：已知点(1,1,0)A ，对于Oz 轴正半轴上任意一点P ，在OyB ，使得PA AB ⊥恒成立？若存在，求出B 【解题思路】转化为距离问题，即证明222PB AB PA =+[解析]设 ),0,0(c P )0,,0(b B ，对于Oz 轴正半轴上任意一点P ，假设在Oy 轴上存在一点B ，使得PA 则222PB AB PA =+ 222222222)0()0()00(])00()1()01[(])0()10()10[(-+-+-=-+-+-+-+-+-∴c b b c 即22)1(3b b =-+，解得：2=b所以存在这样的点B ，当点B 为(0,2,0)时，PA AB ⊥恒成立【名师指引】在空间直角坐标系中，利用距离可以证明垂直问题。
此外，用距离还可以解决空间三点共线问题和求简单的点的轨迹。
【新题导练】4．已知(,5,21),(1,2,2)A x x x B x x --+-，当,A B 两点间距离取得最小值时，x 的值为 （ ）A ．19B ．87-C ．87D ．1914[解析]75)78(14191214)33()23()1(||22222+-=+-=-+-+-=x x x x x x AB 当=x 87时，||AB 取得最小值 5．已知球面222(1)(2)(3)9x y z -+++-=，与点(3,2,5)A -，则球面上的点与点A 距离的最大值与最小值分别是 。
[解析]球心6),3,2,1(=-AC C ，球面上的点与点A 距离的最大值与最小值分别是9和36．已知三点(1,1,2),(1,2,1),(,0,3)A B C a --，是否存在实数a ，使A 、B 、C 共线？若存在，求出a 的值；若不存在，说明理由。
[解析] AB ==AC ==BC ==因为BC AB >，所以，若,,A B C 三点共线，有BC AC AB =+或AC BC AB =+， 若BC AC AB =+，整理得：2518190a a ++=，此方程无解； 若AC BC AB =+，整理得：2518190a a ++=，此方程也无解。
所以不存在实数a ，使A 、B 、C 共线。
★抢分频道★基础巩固训练1．将空间直角坐标系(右手系)画在纸上时，我们通常将x 轴与y 轴，x 轴与z 轴所成的角画成（ ）A ．090B ．0135C ．045D ．075解析：选B2. 点(3,4,5)P 在yoz 平面上的投影点1P 的坐标是 （ ）A ．(3,0,0)B ．(0,4,5)C ．(3,0,5)D ． (3,4,0) 解析：两点的纵坐标、竖坐标不变，选B3. 三棱锥ABC O -中，)3,0,0(),0,1,0(),0,0,2(),0,0,0(C B A O 此三棱锥的体积为（ ）A ．1B ．2C ．3D ． 6[解析] OC OB OA ,,两两垂直，13212131=⋅⋅⋅⋅=-ABC O V 4．（2007山东济宁模拟）设点B 是点A(2,-3,5)关于平面xOy 的对称点，则|AB|等于( )A ．10B ．10C ．38D ．38[解析] A点A(2,-3,5)关于平面xOy 的对称点为)5,3,2(--B ,10)]5(5[)]3(3[)22(222=--+---+-=AB5．（2007年湛江模拟）点)3,2,1(P 关于y 轴的对称点为1P ， P 关于平面xOz 的对称点为2P ，则||21P P =[解析] )3,2,1(1--P ，)3,2,1(2-P ，56||21=∴P P6．正方体不在同一表面上的两顶点P （-1，2，-1），Q （3，-2，3），则正方体的体积是[解析] Q P ,Θ不共面，PQ ∴为正方体的一条对角线，34=PQ ，正方体的棱长为4，体积为64综合提高训练7．空间直角坐标系中，到坐标平面xOy ，xOz ，yOz 的距离分别为2，2，3的点有A.1个B.2个C.4个D.8个解析：8个。