内容正文:
数学·选择性必修第一册B版
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课时素养提升
1.1.2 空间向量基本定理
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课程标准
素养解读
1.掌握空间向量基本定理
2.理解基底、基向量及向量的线性组合的概念
3.会用空间向量基本定理解决有关问题
1.通过基底概念的学习,培养学生数学抽象的核心素养
2.借助基底的判断及应用提升逻辑推理、直观想象及数学运算的核心素养
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[情境引入]
我们所在的教室即是一个三维立体图,如果以教室的一个墙角为始点,沿着三条墙缝作向量可以得到三个空间向量.这三个空间向量是不共面的,那么是否可以用这三个向量表示空间中任意的向量呢?
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[知识梳理]
[知识点一] 空间中的共线向量基本定理
两个空间向量a,b,如果a≠0,且b∥a,则 存在唯一 的实数λ,难得 b=λa .
[知识点二] 共面向量定理
如果两个向量a,b不共线,则向量a,b,c共面的充要条件是存在 唯一 的实数对(x,y),使 c=xa+yb .
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1. 平面向量基本定理中对于向量a与b有什么条件,在空间中能成立吗?
[提示] 平面向量基本定理中要求向量a与b不共线,在空间中仍然成立.
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[知识点三] 空间向量基本定理
1.如果空间中的三个向量a,b,c 不共面 ,那么对空间中的任意一个向量p,存在唯一的有序实数组(x,y,z),使得p= xa+yb+zc .
特别地,当a,b,c不共面时,可知xa+yb+zc=0时,x=y=z=0.
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2.相关概念
(1)线性组合:表达式xa+yb+zc一般称为向量a,b,c的 线性组合 或 线性表达式 .
(2)基底:空间中不共面的三个向量a,b,c组成的集合{a,b,c},常称为空间向量的一组基底.
(3)基向量:基底{a,b,c}中a,b,c都称为基向量.
(4)分解式:如果p=xa+yb+zc,则称xa+yb+zc为p在基底{a,b,c}下的分解式.
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2.平面向量的基底要求二个基向量不共线,那么构成空间向量基底的三个向量有什么条件?
[提示] 空间任意三个不共面的向量都可以作为空间向量的一个基底,基底选定后,空间任意向量均可由基底唯一表示.
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3.基向量和基底一样吗?0能否作为基向量?
[提示] 基底是指一个向量组,基向量是基底中的某一个向量,因为0与其他任意两个非零向量共面,所以0不能作为基向量.
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3.推广:设O,A,B,C是不共面的四点,则对空间任一点P,都存在唯一的有序实数组{x,y,z},使eq \o(OP,\s\up16(→))=xeq \o(OA,\s\up16(→))+yeq \o(OB,\s\up16(→))+zeq \o(OC,\s\up16(→)),当且仅当x+y+z=1时,P,A,B,C四点共面.
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[预习自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)空间向量的基底是唯一的.( )
(2)若a,b,c是空间向量的一个基底,则a,b,c均为非零向量.( )
(3)已知A,B,M,N是空间四点,若eq \o(BA,\s\up16(→)),eq \o(BM,\s\up16(→)),eq \o(BN,\s\up16(→))不能构成空间的一个基底,则A,B,M,N共面.( )
答案: (1)× (2)√ (3)√
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2.给出的下列几个命题:
①向量a,b,c共面,则存在唯一的有序实数对(x,y),使c=xa+yb;
②零向量的方向是任意的;
③若a∥b,则存在唯一的实数λ,使a=λb.
其中真命题的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
解析:B [只有②为真命题.]
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3.(多选)设x=a+b,y=b+c,z=c