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专题01 空间向量及其运算、空间向量基本定理(原卷版)

专题01 空间向量及其运算、空间向量基本定理(原卷版)
专题01 空间向量及其运算、空间向量基本定理(原卷版)

专题01 空间向量及其运算、空间向量基本定理 一、单选题

1.(2019·全国高二课时练习)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 B .2b ,b ﹣a ,b +2a C .a ,2b ,b ﹣c D .c ,a +c ,a ﹣c 2.(2020·贵州省铜仁第一中学高二开学考试)如图所示,在平行六面体1111ABCD A B C D -中,设1AA a =,AB b =,AD c =,N 是BC 的中点,试用a ,b ,c 表示1A N ( )

A .12a b c -++

B .a b c -++

C .12a b c --+

D .12

a b c -+ 3.(2020·山东省章丘四中高二月考)如图,在四面体OABC 中,D 是BC 的中点,G 是AD 的中点,则OG 等于( )

A .111

333

OA OB OC ++ B .111234OA OB OC ++

C .111244OA OB OC ++

D .111446OA OB OC ++ 4.(2020·河南省高二期末)如图在平行六面体1111ABCD A B C D -中,

E 为11A D 的中点,设AB a =,AD b =,1AA c =,则CE =( )

A .12a b c --+

B .12a b c -+

C .12a b c --

D .12

a b c +- 5.(2020·广东省红岭中学高二期末) AB 与CD 共线是直线AB ∥CD 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

6.(2020·广东省红岭中学高二期末)O 为空间任意一点,,,A B C 三点不共线,若OP =111326

OA OB OC +

+,则,,,A B C P 四点

A .一定不共面

B .不一定共面

C .一定共面

D .无法判断 7.(2019·随州市第一中学高二期中)空间A B C D 、、、四点共面,但任意三点不共线,若P 为该平面外一点且5133PA PB xPC PD =

--,则实数x 的值为( ) A .13 B .13- C .23 D .23

- 8.(2020·甘肃省高二期末)如图,空间四边形OABC 中,OA a =,OB b =,OC c =,且2OM MA =,BN NC =,则MN 等于( )

A .221332

a b c ++ B .

122121a b c +- C .122132a b c -++ D .123122a b c -+

9.(2020·广西壮族自治区高二期末)在平行六面体1111ABCD A B C D -中,M 为11A C 与11B D 的交点.若

AB a =,AD b =,1AA c =,则下列向量中与BM 相等的向量是( )

. A .1122++a b c B .1122-++a b c C .1122--+a b c D .1122

-+a b c 10.(2019·新疆维吾尔自治区阿克苏市实验中学高二月考)在平行六面体ABCD-EFGH 中,若AG =x AB ﹣2y BC +3z DH ,,则x +y +z 等于( )

A .76

B .23

C .56

D .1

二、多选题

11.(2019·山东省济南一中高二期中)已知平行六面体ABCD A B C D ''''-,则下列四式中其中正确的有( )

A .A

B CB A

C -=

B .A

C AB B C CC ''''=++ C .AA CC ''=

D .AB BB BC C C AC '''+++=

12.(2020·江苏省高二期末)如图,在正方体1111ABCD A B C D -中,下列各式中运算的结果为1AC 的有( )

A .A

B B

C C

D ++

B .11111AA B

C DC ++ C .111AB C C BC -+

D .111

AA DC B C ++ 13.(2020·山东省高二期末)已知A ,B ,C 三点不共线,O 为平面ABC 外的任一点,则“点M 与点A ,B ,C 共面”的充分条件的是( )

A .2OM OA O

B O

C =-- B .OM OA OB OC =+-

C .1123OM OA OB OC =+

+ D .111236

OM OA OB OC =++ 三、填空题 14.(2019·江苏省高二期末)直三棱柱111ABC A B C -中,若1,,CA a CB b CC c ===,则1BA =

__________. 15.(2019·新疆维吾尔自治区阿克苏市实验中学高二月考)已知非零向量a ,b ,且AB =a +2b ,BC =5a -+6b ,72CD a b =-,则,,,A B C D 中一定共线的三点是________.

16.(2019·浙江省诸暨中学高二期中)已知三棱锥O-ABC ,点D 是BC 中点,P 是AD 中点,设OP xOA yOB zOC =++,则x y z ++=________;x =________.

17.(2019·江苏省高二期中)如图在正方体1111ABCD A B C D -中,已知1A A a =,11A

B b =,11A D c =,O 为底面的ABCD 的中心,G 为11D

C O 的重心,则AG =______

四、解答题

18.(2018·全国高二课时练习)如图,在长方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,AB=3,AD=2,AA 1=1,以长方体的八个顶点中的两点为起点和终点的向量中.

(1)单位向量共有多少个?

(2)5.

(3)试写出与AB 相等的所有向量.

(4)试写出1AA 的相反向量.

19.(2020·全国高一课时练习)如图,已知一点O 到平行四边形ABCD 的三个顶点A ,B ,C 的向量分别为123,,r r r ,求OD .

20.(2019·三亚华侨学校高二期中)如图,在平行六面体1111ABCD A B C D -中,1,,AB AD AA 两两夹角为60°,长度分别为2,3,1,点P 在线段BC 上,且3BP BC =,记1,,a AB b AD c AA ===.

(1)试用,,a b c 表示1D P ;

(2)求1D P 模.

21.(2018·全国高二课时练习)在四棱锥P-ABCD中,ABCD为平行四边形,AC与BD交于O,G为BD上一点,BG=2GD,PA=a,PB=b,PC=c,试用基底{a,b,c}表示向量PG.

22.(2019·全国高一课时练习)设e1,e2是不共线的空间向量,已知AB=2e1+ke2,CB=e1+3e2,CD=2e1-e2.若A,B,D三点共线,求k的值.

23.(2018·全国高二课时练习)已知{e1,e2,e3}是空间的一个基底,且

OA OB OC}能否作为空间的一个基底?若能,试以此OA=e1+2e2-e3,OB=-3e1+e2+2e3,OC=e1+e2-e3,试判断{,,

基底表示向量OD=2e1-e2+3e3;若不能,请说明理由.

空间向量与立体几何(整章教案)

空间向量与立体几何 一、知识网络: 二.考纲要求: (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。 三、命题走向 本章内容主要涉及空间向量的坐标及运算、空间向量的应用。本章是立体几何的核心内容,高考对本章的考查形式为:以客观题形式考查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10年高考对本章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。 第一课时 空间向量及其运算 一、复习目标: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; 3.掌握空间向量的数量积的定义及其性质;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;能用向量的数量积判断向量的共线与垂直。 二、重难点:理解空间向量的概念;掌握空间向量的运算方法 三、教学方法:探析类比归纳,讲练结合 四、教学过程 (一)、谈最新考纲要求及新课标高考命题考查情况,促使积极参与。 学生阅读复资P128页,教师点评,增强目标和参与意识。 (二)、知识梳理,方法定位。(学生完成复资P128页填空题,教师准对问题讲评)。 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 ≠)、b ,a ∥b 的充要条件是存在实数λ使b =λa (1)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

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 = .

数学选修空间向量及其运算教案

第三章空间向量与立体几何 §3.1空间向量及其运算 3.1.1 空间向量及其加减运算 师:这节课我们学习空间向量及其加减运算,请看学习目标。 学习目标:⒈理解空间向量的概念,掌握其表示方法; ⒉会用图形说明空间向量加法、减法、数乘向量及它们的运算律; ⒊能用空间向量的运算意义及运算律解决简单的立体几何中的问题. 师:在必修四第二章《平面向量》中,我们学习了平面向量的一些知识,现在我们一起来复习。(不要翻书) (在黑板或背投上呈现或边说边写) 1、在平面中,我们把具有__________________的量叫做平面向量; 2、平面向量的表示方法:

①几何表示法:_________________________ ②字母表示法:_________________________ (注意:向量手写体一定要带箭头) 3、平面向量的模表示_________________,记作____________ 4、一些特殊的平面向量: ①零向量:__________________________,记作___(零向量的方向具有任意性) ②单位向量:______________________________ (强调:都只限制了大小,不确定方向) ③相等向量:____________________________ ④相反向量:____________________________ 5、平面向量的加法: 6、平面向量的减法: 7、平面向量的数乘:实数λ与向量a的积是一个向量,记作λa,其长度和 方向规定如下: (1)|λa|=|λ||a| (2)当λ>0时,λa与a同向; 当λ<0时,λa与a反向; 当λ=0时,λa=0. 8、向量加法和数乘向量满足以下运算律 加法交换律:a+b=b+a 加法结合律:(a+b)+c=a+(b+c) 数乘分配律:λ(a+b)=λa+λb 数乘结合律:λ(aμ)=a) (λμ [师]:刚才我们复习了平面向量,那空间向量会是怎样,与平面向量有怎样的区别和联系呢?请同学们阅读书P84-P86.(5分钟) [师]:对比平面向量,我们得到空间向量的相关概念。(在刚复习的黑板或幻灯片上,只需将平面改成空间) [师]:空间向量与平面向量有什么联系? [生]:向量在空间中是可以平移的.空间任意两个向量都可以用同一平面内的两条有向线段表示.因此我们说空间任意两个向量是共面的.所以凡涉及 空间两个向量的问题,平面向量中有关结论仍适用于它们。

空间向量及其运算(经典)

§8.5 空间向量及其运算 1.空间向量的有关概念 2.(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 . 推论 如图所示,点P 在l 上的充要条件是 OP →=OA → +t a ① 其中a 叫直线l 的方向向量,t ∈R ,在l 上取AB →=a ,则①可化为OP → = OA →+tAB →或OP →=(1-t )OA →+tOB →. (2)共面向量定理的向量表达式:p =x a +y b ,其中x ,y ∈R ,a ,b 为不共线向量,推论的表达式为MP →=xMA →+yMB →或对空间任意一点O ,有OP →=OM →+xMA →+yMB →或OP →=xOM → +yOA →+zOB → ,其中x +y +z =__1__. (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 ,存在有序实数组{x ,y ,z },使得p =x a +y b +z c ,把{a ,b ,c }叫做空间的一个基底.

3.空间向量的数量积及运算律 (1)数量积及相关概念 ①两向量的夹角 已知两个非零向量a ,b ,在空间任取一点O ,作OA →=a ,OB → =b ,则∠AOB 叫做向量a 与b 的夹角,记作〈a ,b 〉,其范围是0≤〈a ,b 〉≤π,若〈a ,b 〉=π 2,则称a 与b 互相垂 直,记作a ⊥b . ②两向量的数量积 已知空间两个非零向量a ,b ,则|a||b |cos 〈a ,b 〉叫做向量a ,b 的数量积,记作a·b ,即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 . 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). (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 =a 21+a 22+a 23, cos 〈a ,b 〉=a·b |a||b|=a 1b 1+a 2b 2+a 3b 3a 21+a 22+a 23·b 21+b 22+b 23 . 设A (a 1,b 1,c 1),B (a 2,b 2,c 2), 则d AB =|AB → |=(a 2-a 1)2+(b 2-b 1)2+(c 2-c 1)2. 1.判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)空间中任意两非零向量a ,b 共面. ( √ ) (2)在向量的数量积运算中(a ·b )·c =a ·(b ·c ). ( × )

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( )

3.1.1空间向量及其运算

3. 1.1空间向量及其运算(一) 教学目标: ㈠知识目标:⒈空间向量;⒉相等的向量;⒊空间向量的加减与数乘运算及运算律; ㈡能力目标:⒈理解空间向量的概念,掌握其表示方法; ⒉会用图形说明空间向量加法、减法、数乘向量及它们的运算律; ⒊能用空间向量的运算意义及运算律解决简单的立体几何中的问题. ㈢德育目标:学会用发展的眼光看问题,认识到事物都是在不断的发展、进化的,会用联系的观点看待事物. 教学重点:空间向量的加减与数乘运算及运算律. 教学难点:应用向量解决立体几何问题. 教学方法:讨论式. 教学过程: Ⅰ.复习引入 [师]在必修四第二章《平面向量》中,我们学习了有关平面向量的一些知识,什么叫做向量?向量是怎样表示的呢? [生]既有大小又有方向的量叫向量.向量的表示方法有: ①用有向线段表示; ②用字母a、b等表示; ③用有向线段的起点与终点字母:AB. [师]数学上所说的向量是自由向量,也就是说在保持向量的方向、大小的前提下可以将向量进行平移,由此我们可以得出向量相等的概念,请同学们回忆一下.[生]长度相等且方向相同的向量叫相等向量. [师]学习了向量的有关概念以后,我们学习了向量的加减以及数乘向量运算: ⒈向量的加法: ⒉向量的减法: ⒊实数与向量的积: 实数λ与向量a的积 是一个向量,记作λa,其长度 和方向规定如下: (1)|λa|=|λ||a| (2)当λ>0时,λa 与a同向; 当λ<0时,λa与a反向; 当λ=0时,λa=0. [师]关于向量的以上几种运算,请同学们回忆一下,有哪些运算律呢? [生]向量加法和数乘向量满足以下运算律 加法交换律:a+b=b+a 加法结合律:(a+b)+c=a+(b+c) 数乘分配律:λ(a+b)=λa+λb [师]今天我们将在必修四第二章平面向量的基础上,类比地引入空间向量的概念、表示方法、相同或向等关系、空间向量的加法、减法、数乘以及这三种运算的运算率,并进行一些简单的应用.请同学们阅读课本

三维设计3.1.2 空间向量的基本定理

3.1.2 空间向量的基本定理 学习目标 1.了解共线向量、共面向量的意义,掌握它们的表示方法.2.理解共线向量的充要条件和共面向量的充要条件及其推论,并能应用其证明空间向量的共线、共面问题.3.理解基底、基向量及向量的线性组合的概念. 知识点一 共线向量定理与共面向量定理 1.共线向量定理 两个空间向量a ,b (________),a ∥b 的充要条件是________________,使________________. 2.向量共面的条件 (1)向量a 平行于平面α的定义 已知向量a ,作OA → =a ,如果a 的基线OA ________________________,则就说向量a 平行于平面α,记作________. (2)共面向量的定义 平行于____________的向量,叫做共面向量. (3)共面向量定理 如果两个向量a ,b __________,则向量c 与向量a ,b 共面的充要条件是____________,使____________. 知识点二 空间向量分解定理 1.空间向量分解定理 如果三个向量a ,b ,c ________,那么对空间任一向量p ,________________________,使__________. 2.基底 如果三个向量a ,b ,c 是三个____________,则a ,b ,c 的线性组合____________能生成所有的空间向量,这时a ,b ,c 叫做空间的一个________,记作________,其中a ,b ,c 都叫做__________.表达式x a +y b +z c ,叫做向量a ,b ,c 的____________或____________. 类型一 向量共线问题 例1 如图所示,在正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,E 在A 1D 1上,且A 1E →=2ED 1→ ,F 在对角线A 1C 上,且A 1F →=23 FC → .求证:E ,F ,B 三点共线.

高中数学 空间向量及其运算 教案

空间向量及其运算 【高考导航】 本节内容是高中教材新增加的内容,在近两年的高考考查中多作为解题的方法进行考查,主要是解题的方法上因引入向量得以扩展.例如2001上海5分,2002上海5分. 【学法点拨】 本节共有4个知识点:空间向量及其线性运算、共线向量与共面向量、空间向量的分解定理、两个向量的数量积.这一节是空间向量的重点,在学习本节内容时要与平面向量的知识结合起来,认识到研究的范围已由平面扩大到空间.一个向量是空间的一个平移,两个不平行向量确定的是一个平行平面集,在此基础上,把平行向量基本定理和平面向量基本定理推广到空间,得出空间直线与平面的表达式,有了这两个表达式,我们可以很方便地解决空间的共线和共面问题.空间向量基本定理是空间几何研究代数化的基础,有了这个定理,整个空间被3个不共面的基向量所确定,空间一个点或一个向量和实数组(x ,y ,z )建立起一一对应关系,空间向量的数量积一节中,由于空间任一向量都可以转化为共面向量,所以空间两个向量的夹角的定义、取值范围、两个向量垂直的定义和表示符号及向量的模的概念和表示符号等,都与平面向量相同. 【基础知识必备】 一、必记知识精选 1.空间向量的定义 (1)向量:在空间中具有大小和方向的量叫作向量,同向且等长的有向线段表示同一向量或相等向量. (2)向量的表示有三种形式:a ,AB ,有向线段. 2.空间向量的加法、减法及数乘运算. (1)空间向量的加法.满足三角形法则和平行四边形法则,可简记为:首尾相连,由首到尾.求空间若干个向量之和时,可通过平移将它们转化为首尾相接的向量.首尾相接的若干个向量若构成一个封闭图形,则它们的和为0,即21A A +32A A +…1A A n =0. (2)空间向量的减法.减法满足三角形法则,让减数向量与被减数向量的起点相同,差向量由减数向量的终点指向被减数向量的终点,可简记为“起点相同,指向一定”,另外要注意 -=的逆应用. (3)空间向量的数量积.注意其结果仍为一向量. 3.共线向量与共面向量的定义. (1)如果表示空间向量的有向线段在直线互相平行或重合,那么这些向量叫做共线向量或平行向量.对于空间任意两个向量a,b(b≠0),a∥b ?a=λb ,若A 、B 、P 三点共线,则对空间任意一点O ,存在实数t,使得OP =(1-t)OA +t OB ,当t=2 1 时,P 是线段AB 的中点,则中点公式为OP = 2 1 (OA +). (2)如果向量a 所在直线O A 平行于平面α或a 在α内,则记为a ∥α,平行于同一个平面的

空间向量及其运算练习题

空间向量及其运算练习题 一、选择题 1、在空间直角坐标系中,已知点P (x ,y ,z ),下列叙述中正确的个数是 ①点P 关于x 轴对称点的坐标是P 1(x ,-y ,z ) ②点P 关于yOz 平面对称点的坐标是P 2(x ,-y ,-z ) ③点P 关于y 轴对称点的坐标是P 3(x ,-y ,z ) ④点P 关于原点对称的点的坐标是P 4(-x ,-y ,-z ) A.0 B.1 C.2 D.3 2、点(2,3,4)关于xoz 平面的对称点为( ) A 、(2,3,-4) B 、(-2,3,4) C 、(2,-3,4) D 、(-2,-3,4) 3、在空间直角坐标系中,设z 为任意实数,相应的点(3,1,)P z 的集合确定的图形为 ( )A .点 B .直线 C .圆 D .平面 4、在平行六面体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,M 为AC 与BD 的交点,若B A 1=a ,11D A =b , A A 1=c .则下列向量中与M B 1相等的向量是( ) A .c b a ++- 21 21 B . c b a ++21 21 C .c b a +-2 1 21 D .c b a +--2 1 21 5、在下列条件中,使M 与A 、B 、C 一定共面的是 ( ) A .OC O B OA OM --=2 B .O C OB OA OM 2 1 3151++= C .=++MC MB MA 0 D .=+++OC OB OA OM 0 5、已知平行六面体''' ' ABCD A B C D -中,AB=4,AD=3,' 5AA =,0 90BAD ∠=, ''060BAA DAA ∠=∠=,则'AC 等于 ( ) A .85 B .85 C .52 D .50 图

高中数学_3.1.2 空间向量的基本定理教学设计学情分析教材分析课后反思

3.1.2 空间向量的基本定理教学设计 教学设计思路 本节课主要类比平面向量的定理,和学生一起探讨得到空间向量的三个定理,并会在立体几何中进行简单应用。 教学目标 (1)知识和技能目标: 了解共面向量的概念,向量与平面平行的意义;理解共线、共面和 空间向量的分解定理,并能利用它们解决简单问题;理解空间向量 的基底、基向量的概念。 (2)过程和方法目标: 经历概念的形成过程、解题思维过程,体验数形结合思想的指导作 用; 渗透数形结合和类比、转化化归的数学思想方法; 通过问题驱动,让学生在质疑、交流、讨论中形成良好的数学思维 品质。 (3)情感、态度、价值观目标: 本节的学习较多的运用了几何直观、类比、特殊到一般等思维方

法,经历向量及其运算由平面向空间的推广过程,并注意维数增 加带来的影响,并逐步认识向量的应用价值,提高兴趣,树立信 心。 教学重点和难点 本节的重点是空间向量共线和共面的条件,空间向量分解定理,难点是对这些定理条件的理解与运用,空间向量分解定理的空间作图。 教学方法启发式提问探究 教学手段投影仪、多媒体 教学过程 b y c

【问题2】在问题1的前提下,如果c与a、b共面,那么c与a、b之间有何数量关系?(先复习平面向量基本定理)类比归纳切实理解共面向量定理,培养学生思考问题能力 环节三:问题引导实战演练例1已知斜三棱柱ABC- 1 1 1 C B A,设AB a =,b = AC, 1 AA c =,如图,在面对角线 1 AC, 棱BC上分别取点M、N,使 1 AC k AM=,BC BN k = (1 0≤ ≤k),求证:向量MN 与向量a,c共面. 思考1:如何证明三个向量共面 呢? 思考2:MN能直接用a和c表 示吗? 思考3:可以将MN进行分解, 教师引导 思路,学 生回答过 程,逐步 完成例题 层层递进,有 利于培养学生 的解题习惯

空间向量及其运算测试题

高二选修(2—1)第三章3.1空间向量及其运算测试 一、选择题 1 抛物线2 81x y - =的准线方程是 ( ) A . 321=x B . 2=y C . 32 1 =y D . 2-=y 2.已知两点1(1,0)F -、2(1,0)F ,且12F F 是1PF 与2PF 的等差中项,则动点P 的轨迹方程是 ( ) A . 22 1169x y += B . 22 11612x y += C .22 143x y += D .22 134 x y += 1.已知向量a =(3,-2,1),b =(-2,4,0),则4a +2b 等于 ( ) A .(16,0,4) B .(8,-16,4) C .(8,16,4) D .(8,0,4) 2.在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,若CA →=a ,CB →=b ,CC 1→=c ,则A 1B → = ( ) A .a +b -c B .a -b +c C .-a +b +c D .-a +b -c 4.在下列条件中,使M 与A 、B 、C 一定共面的是 ( ) A.OM →=2OA →-OB →-OC → B.OM →=15OA →+13OB →+12OC → C.MA →+MB →+MC → =0 D.OM →+OA →+OB →+OC → =0 6.在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,给出以下向量表达式:①(A 1D 1→-A 1A →)-AB →;②(BC → + BB 1→)-D 1C 1→; ③(AD →-AB →)-2DD 1→;④(B 1D 1→+A 1A →)+DD 1→. 其中能够化简为向量BD 1→ 的是 ( ) A .①② B .②③ C .③④ D .①④ 7.已知向量a =(1,-1,1),b =(-1,2,1),且k a -b 与a -3b 互相垂直,则k 的值是 A .1 B .15 C .35 D .-20 9 8.若a =(2,-3,1),b =(2,0,3),c =(0,2,2),a ·(b +c )的值为 ( ) A .4 B .15 C .7 D .3 9.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

空间向量基本定理

空间向量基本定理 【学习目标】 在复习平面向量定理的基础上,掌握空间向量基本定理及其推论; 【学习重点】 掌握空间向量基本定理及其推论; 【学习难点】 掌握空间向量基本定理及其推论。 【课前预习案】 一、复习 平面向量向量基本定理 。 二、课本助读:认真阅读课本第35页的内容. 1.空间向量基本定理:如果向量 , , 是空间中三个 的向量,a 是空间中 向量,那么 实数123,,λλλ,使得 112233a e e e λλλ=++①。 空间中 的三个向量123,,e e e 叫做这个空间的一个 。①式表式向量a 关于基底123,,e e e 的分解。 特别地,当向量123,,e e e 时,就得到这个向量的一个正交分解。当1e i =,2e j =,3e k =时,就是我们前面学过的标准正交分解。 2.以下四个命题中正确的是( ) A .空间的任何一个向量都可用其它三个向量表示 B .若{a ,b ,c }为空间向量的一组基底,则a ,b ,c 全不是零向量 C .△ABC 为直角三角形的充要条件是AB ·AC →=0 D .任何三个不共线的向量都可构成空间向量的一个基底 【课堂探究案】 探究一:基底的判断

A / C M E D / B / D B 1.若{a ,b ,c }是空间的一个基底,则下列各组中不能构成空间一个基底的是( ) A .a,2b,3c B .a +b ,b +c ,c +a C .a +2b,2b +3c,3a -9c D .a +b +c ,b ,c 2.在以下3个命题中,真命题的个数是( ) 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a , b 共线; ③若a ,b 是两个不共线向量,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 探究二:用基底表示向量 3. 如图,在正方体///B D CA OADB -中,,点E 是AB 与OD 的交点,M 是OD / 与CE 的交点,试分别用向量OC OB OA ,,表示OD 和OM 4.如图,在平行六面体 ABCD —A ′B ′C ′D ′中, 的单位向量分别是' ,,,,321AA AD AB e e e 且,2=AB ,5=AD ,7'=AA 试用321,,e e e 表示AC 、B A '、 D A '、'AC . 【课后检测案】 1.在长方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,下列关于1AC 的表达式中: ①1AA +A 1B 1→+A 1D 1→ ;

(完整)空间向量__新高中数学教学教学教案

欢迎阅读 空间向量 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. 基础过关 考纲导读 高考导航 空间向量 定义、加法、减法、数乘运算 数量积 坐标表示:夹角和距离公式 求距离 求空间角 证明平行与垂直 2.线性运算律 (1) 加法交换律:a +b = . (2) 加法结合律:(a +b )+c = .(3) 数乘分配律:λ(a +b )= .

专题01 空间向量及其运算、空间向量基本定理(解析版)

专题01 空间向量及其运算、空间向量基本定理 一、单选题 1.(2019·全国高二课时练习)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 B .2b ,b ﹣a ,b +2a C .a ,2b ,b ﹣c D .c ,a +c ,a ﹣c 【答案】C 【解析】 对于A ,因为2a = 43(a ﹣b )+2 3(a +2b ),得2a 、a ﹣b 、a +2b 三个向量共面,故它们不能构成一个基底,A 不正确; 对于B ,因为2b = 43(b ﹣a )+2 3 (b +2a ),得2b 、b ﹣a 、b +2a 三个向量共面,故它们不能构成一个基底,B 不正确; 对于C ,因为找不到实数λ、μ,使a =λ?2b +μ(b ﹣c )成立,故a 、2b 、b ﹣c 三个向量不共面, 它们能构成一个基底,C 正确; 对于D ,因为c =12(a +c )﹣1 2 (a ﹣c ),得c 、a +c 、a ﹣c 三个向量共面,故它们不能构成一个基底,D 不正确 故选:C . 2.(2020·贵州省铜仁第一中学高二开学考试)如图所示,在平行六面体1111ABCD A B C D -中,设1AA a =, AB b =,AD c =,N 是BC 的中点,试用a ,b ,c 表示1A N ( ) A .12 a b c -++ B .a b c -++ C .12 a b c --+ D .12 a b c -+ 【答案】A

【解析】 N 是BC 的中点, 11111 222 A N A A A B BN a b B C a b A D a b c ∴=++=-++=-++=-++. 故选:A. 3.(2020·山东省章丘四中高二月考)如图,在四面体OABC 中,D 是BC 的中点,G 是AD 的中点,则OG 等于( ) A .111 333OA OB OC ++ B .111 234OA OB OC ++ C .111244 OA OB OC ++ D .111446 OA OB OC ++ 【答案】C 【解析】 在四面体OABC 中,D 是BC 的中点,G 是AD 的中点 ∴1 2 OG OA AD =+ 11 ()22OA AB AC =+?+ 1 ()4OA OB OA OC OA =+?-+- 111 244 OA OB OC =++ 故选:C. 4.(2020·河南省高二期末)如图在平行六面体1111ABCD A B C D -中,E 为11A D 的中点,设AB a =, AD b =,1AA c =,则CE =( )

空间向量基本定理教案

《3.1.2空间向量基本定理》教案 一、教学目标: 1.知识目标:了解向量与平面平行的意义,掌握它们的表示方法。理解共线向量定理、共面向量定理和空间向量分解定理,理解空间任一向量可用空间不共面的三个已知向量唯一线性表示,会在简单问题中选用空间三个不共面向量作为基底表示其他向量。会用空间向量的基本定理解决立体几何中有关的简单问题。 2.能力目标:通过空间向量分解定理的得出过程,体会由特殊到一般,由低维到高维的思想方法。培养学生类比、联想、维数转换的思想方法和空间想象能力。 3.情感目标:创设适当的问题情境,从生活中的常见现象引入课题,开始就引起学生的学习兴趣,让学生容易切入课题,培养学生用数学的意识,体现新课程改革的理念之一,加强数学与生活实践的联系。 二、教学重点: 运用空间向量基本定理表示空间任一向量,并能根据表达式判断向量与基底的关系。 三、教学难点: 空间向量的分解作图,用不同的基底表示空间任一向量。灵活运用空间向量基本定理证明空间直线的平行、共面问题。 四、教学过程 1.复习引入: 在平面向量中,我们学习了平行向量基本定理、平面向量基本定理,请大家回忆一下定理的内容。(找同学回答) 由上节课的学习,我们可以把平面向量的线性运算推广到空间向量,那么请大家思考:平行向量基本定理在空间中是否成立? 结论在空间中也成立。这就是空间中的“共线向量定理”(板书并投影) 注意:①向量0a ≠; ②a b ∥b a λ?=是共线向量的性质定理,b a λ=?a b ∥是空间向量共线的判定定理; 2、问题探究: “向量与平面平行”的概念:如果向量a 的基线平行于平面α或在平面α内,就称a 平行于平面α,记作a ∥α。

3.1.3 空间向量基本定理

3.1.3 空间向量基本定理 一、基础过关 1. 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____________条件. 2. 下列命题中真命题有________(填序号). ①空间中的任何一个向量都可用a ,b ,c 表示; ②空间中的任何一个向量都可用基向量a ,b ,c 表示; ③空间中的任何一个向量都可用不共面的三个向量表示; ④平面内的任何一个向量都可用平面内的两个向量表示. 3. 已知a 、b 、c 是不共面的三个向量,则下列选项中能构成一个基底的一组向量是 __________. ①2a ,a -b ,a +2b ②2b ,b -a ,b +2a ③a,2b ,b -c ④c ,a +c ,a -c 4. 下列说法正确的是________(填序号). ①任何三个不共线的向量都可构成空间的一个基底; ②不共面的三个向量就可构成空间的单位正交基底; ③单位正交基底中的基向量模为1且互相垂直; ④不共面且模为1的三个向量可构成空间的单位正交基底. 5. 在以下三个命题中,真命题的个数是________. 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),且{a ,b ,c }构成空间的一个基底. 6. 已知空间的一个基底{a ,b ,c },m =a -b +c ,n =x a +y b +c ,若m 与n 共线,则x = ________,y =________. 7. 正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,点E 、F 分别是底面A 1C 1和侧面CD 1的中心,若EF →+λA 1D → =0 (λ∈R ),则λ=______. 8. 从空间一点P 引出三条射线P A ,PB ,PC ,在P A ,PB ,PC 上分别取PQ →=a ,PR → =b , PS →=c ,点G 在PQ 上,且PG =2GQ ,H 为RS 的中点,则GH →=__________________.(用 a , b , c 表示) 二、能力提升 9. 若向量MA →、MB →、MC → 的起点M 与终点A 、B 、C 互不重合且无三点共线,且满足下列 关系(O 是空间任一点),则能使向量MA →、MB →、MC → 成为空间一个基底的关系是 ________(填序号). ①OM →=13OA →+13OB →+13 OC →

平面向量基本定理(教案)

《2.3.1 平面向量基本定理》教案 【教材】人教版数学必修4(A版)第105-106页【课时安排】1个课时 【教学对象】高一学生【授课教师】华南师范大学数学科学学院陈晓妹 【教材分析】 1.向量在数学中的地位 向量是近代数学中重要的概念,它不仅是沟通代数与几何的桥梁,还是解决许多实际问题的重要工具,因此具有很高的教育价值。 2.本节在教学中的地位 平面向量基本定理是向量进行坐标表示,并由此进一步将向量运算转化为坐标运算的重要基础;该“定理”以二维向量空间为依托,可以推广到n维向量空间,是今后引出空间向量用三维坐标表示的基础。因此本节知识在本章中起承上启下的作用。 3.本节在教学思维方面的培养价值 平面向量基本定理蕴含了转化的数学思想。它是用基本要素用基本要素(基底、元)表达事物(向量空间、具有某种性质的对象的集合),并把对事物的研究转化为对事物基本要素研究的典型范例,这是人们认识事物的一种重要方法。 【目标分析】 知识与技能 1.理解平面向量的基底的意义与作用,学会选择恰当的基底,将简单图形中的任一向量表 示为一组基底的线性组合; 2.了解平面向量的基本定理,初步利用定理解决问题(如相交线交成线段比的问题等)。过程与方法 1.通过平面向量基本定理,认识平面向量的“二维”性,并由此进一步体会“某一方向上 的向量的一维性”,培养“维数”的基本观念; 2.通过对平面向量基本定理的探究过程,让学生体会数学定理的产生、形成过程,体验定 理所蕴含的转化思想。 情感态度价值观 1.培养学生主动探求知识、合作交流的意识,感受数学思维的全过程; 2.与物理学科之间的渗透,改善数学学习信念,提高学生学习数学的兴趣。 【学情分析】 有利因素 1.学生在前面已经掌握了向量的基本概念和基本运算(特别是向量加法平行四边形法则和 向量共线的充要条件)都为学生学习本节内容提供了知识准备; 2.学生在物理学科的学习中已经清楚了力的合成和力的分解,同时作图习惯已经养成,这 为我们学习向量分解提供了认知准备。 不利因素

空间向量基本定理汇总

1 装 订 线 庆云第一中学课堂导学案 (设计者:于长田 审核者:刘晓莉) 年级 高二 学科 数学 编号 x (2-1)44日期 2015-12-02 班级 姓名 3.1.2空间向量基本定理 一.学习目标:掌握空间向量基底的概念;了解空间向量的基本定理及其推论;了解空间向 量基本定理的证明。 二.自学指导:阅读课本P82—P84页注意下面问题。 1.共线向量定理: 2.共面向量: 3.共面向量定理: 4.空间向量分解定理: 三.知识应用 例1在平行六面体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,AB = a ,AD =b ,1AA =c ,P 是CA 1的中点,M 是CD 1的中点,N 是C 1D 1的中点,点Q 在CA 1上,且CQ :QA 1=4:1, 用基底{a 、b 、c }表示以下向量: (1)AP ,(2)AN ,(3)AQ 练习:1.已知平行六面体ABCD —A 1B 1C 1D 1,设,AB = a ,AD =b ,1AA =c 用基底{} ,,a b c 表示如下向量 : (1) 111,,,AC AB A D DC (2)AG (G 是侧面CC 1D 1D 的中心) 2.已知空间四边形OABC 中,M,N 分别是对边OA,BC 的中点,点G 在MN 上,且MG=2GN.设OA=,a ,OB b = ,OC c =试用基底{} ,,a b c 表示OG 例2.已知向量a =1e -22e +33e ,=21e +2e ,=61e -22e +63e , 判断a +b 与c 能否共面或共线?c -3b 与b -2a 能否共面或共线?

3 . 已知2,a i j k =-+ 32,b i j k =-++ -37c i j =+ 证明这三个向量共面。 4.已知三个向量a ,b ,c 不共面,并且p a b c =+-,235q a b c =--,71822r a b c =-++,向量p ,q ,r 是否共面? 例 3.已知矩形ABCD,P 为平面ABCD 外一点,且P A ⊥平面ABCD,M,N 分别为PC,PD 上的点,且 PM=2MC,PN=ND 求满足MN=x AB y AD z AP ++的实数x,y,z 的值。 5 已知平行六面体ABCD —A 1B 1C 1D 1 (1)化简112 23 AA BC AB ++并在图上标出其结果。(2)设M 是底面ABCD 的中心,N 是侧 面BCC 1B 1对角线BC 1上的 3 4 分点,设1MN AB AD AA αβλ=++试求,,αβλ的值。 练习巩固: 1.“a =x b ”是“向量a 、b 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 .既非充分也非必要条件 2.满足下列条件,能说明空间不重合的A 、B 、C 三点共线的是 ( ) A.AB →+BC →=AC → B.AB →-BC →=AC → C.AB →=BC → D .|AB →|=|BC →| 3.已知{a ,b ,c }是空间向量的一个基底,则可以与向量p =a +b ,q =a -b 构成基底的向量是 A .a B .b C .a +2b D .a +2c 4.已知向量a 、b ,且AB →=a +2b ,BC →=-5a +6b ,CD → =7a -2b ,则一定共线的三点是 ( ) A .A 、 B 、D B .A 、B 、 C C .B 、C 、D D .A 、C 、D 5.在下列等式中,使点M 与点A ,B ,C 一定共面的是 ( ) A.OM →=25OA →-15OB →-15OC → B.OM →=15OA →+13OB →+12OC → C.MA →+MB →+MC →=0 D.OM →+OA →+OB →+OC → =0 6.已知A ,B ,C 三点不共线,O 是平面ABC 外任一点,若由OP →=15OA →+23OB →+λOC → 确定的一点P 与A , B , C 三点共面,则λ=________. 7.在以下3个命题中,真命题的个数是________. 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a ,b 共线. ③若a ,b 是两个不共线向量,而c =λa +μb (λ,μ∈R 且λμ≠0),则{a ,b ,c }构成空间的一个基底. 8.设e 1,e 2是平面上不共线的向量,已知AB →=2e 1+k e 2,CB →=e 1+3e 2,CD → =2e 1-e 2,若A ,B ,D 三点共

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