内容正文:
数学·选择性必修第一册B版
课前预习学案
课堂互动学案
课时素养提升
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1.1 空间向量及其运算
1.1.1 空间向量及其运算
第1课时 空间向量及其线性运算
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课程标准
素养解读
1.理解空间向量的概念
2.掌握空间向量的线性运算
3.掌握共线向量定理、共面向量定理的应用
通过学习空间向量的概念,空间向量的线性运算,共线向量定理、共面向量定理的应用重点培养学生的逻辑推理、数学运算素养
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[情境引入]
本章前图展示的是一个做滑翔运动的场景,可以想象在滑翔过程中,飞行员会受到来自不同方向大小各异的力,例如绳索的拉力,风力,重力等,显然这些力不在同一个平面内,联想用平面向量解决物理问题的方法,能否把平面向量推广到空间向量,从而利用向量研究滑翔运动呢,下面我们类比平面向量,研究空间向量,先从空间上的概念和表示开始.
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[知识梳理]
[知识点一] 空间向量的有关概念
1.空间向量的概念
(1)定义:空间中既有 大小 又有 方向 的量称为空间向量.
(2)模(或长度):向量的 大小 .
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(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eq \o(AB,\s\up16(→)),模为|eq \o(AB,\s\up16(→))|.
②字母表示法:可以用字母a,b,c,…表示,模为|a|,|b|,|c|,….
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2.几类特殊的向量
(1)零向量: 始点 和 终点 相同的向量称为零向量,记作0.
(2)单位向量:模等于 1 的向量称为单位向量.
(3)相等向量:大小 相等 、方向 相同 的向量称为相等向量.
(4)相反向量:方向 相反 ,大小 相等 的向量称为相反向量.
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(5)平行向量:方向相同或者相反的两个非零向量互相 平行 ,此时表示这两个非零向量的有向线段所在的直线 平行 或重合.通常规定零向量与任意向量平行.
(6)共面向量:一般地,空间中的多个向量,如果表示它们的有向线段通过平移后,都能在 同一平面 内,则称这些向量共面.
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1.在空间中,将所有的单位向量的起点移到同一点A,那么它们的终点构成怎样的图形?
[提示] 球面.
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[知识点二] 空间向量的加减运算及运算律
1.类似于平面向量,可以定义空间向量的加法、减法及数乘运算.
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(1)如图1,eq \o(OB,\s\up16(→))=eq \o(OA,\s\up16(→))+eq \o(AB,\s\up16(→))=a+b,eq \o(CA,\s\up16(→))=eq \o(OA,\s\up16(→))-eq \o(OC,\s\up16(→))=a-b.
(2)如图2,eq \o(DA,\s\up16(→))+eq \o(DC,\s\up16(→))+eq \o(DD1,\s\up16(→))=eq \o(DB1,\s\up16(→)).
即三个不共面向量的和,等于以这三个向量为邻边的平行六面体中,与这三个向量有共同始点的对角线所表示的向量.
2.空间向量加法交换律
a+b=b+a
空间向量加法结合律
(a+b)+c=a+(b+c)
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2.空间两个向量的加减法与平面内两个向量的加减法完全一致吗?
[提示] 完全一致.
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[知识点三] 空间向量的线性运算
1.给定一个实数λ与任意一个空间向量a,则实数λ与空间向量a相乘的运算称为数乘向量,记作λa.其中:
①当λ≠0且a≠0时,λa的模为 |λ||a| ,而且λa的方向:
(ⅰ)当λ>0时,与a的方向 相同 ;
(ⅱ)当λ<0时,与a的方向 相反 .
②当λ=0或a=