内容正文:
6.2.2 空间向量的坐标表示
第1课时 空间向量的坐标表示及线性运算
(一)空间向量的坐标表示
1.空间直角坐标系
如图,在空间选定一点O和一个单位正交基底{i,j,k},以点O为原点,分别以i,j,k的方向为正方向建立三条数轴: ,它们都叫作坐标轴.这时我们说建立了一个 ,点O叫作坐标原点,三条坐标轴中的每两条确定一个坐标平面,分别称为 平面、 平面和 平面.
x轴、y轴、z轴
空间直角坐标系O-xyz
xOy
yOz
zOx
2.空间向量的坐标表示
在空间直角坐标系O-xyz中,对于空间任意一个向量a,根据空间向量基本定理,存在唯一的有序实数组(a1,a2,a3),使a=a1i+a2j+a3k,有序实数组___________叫作向量a在空间直角坐标系O-xyz中的坐标,记作a=___________.
(a1,a2,a3)
(a1,a2,a3)
2.设{e1,e2,e3}是空间的一个单位正交基底,a=4e1-8e2+3e3,b=-2e1-3e2+7e3,则a,b的坐标分别为________________.
答案:a=(4,-8,3),b=(-2,-3,7)
(二)空间向量的坐标运算
1.空间向量的坐标运算
(1)设a=(x1,y1,z1),b=(x2,y2,z2),则
①a+b= ;
②a-b= ;
③λa= (λ∈R).
(x1+x2,y1+y2,z1+z2)
(x1-x2,y1-y2,z1-z2)
(λx1,λy1,λz1)
2.空间向量平行的坐标表示
已知空间向量a=(x1,y1,z1),b=(x2,y2,z2),且a≠0,则a∥b⇔b=λa⇔ (λ∈R).
x2=λx1,y2=λy1,z2=λz1
2.设M(5,-1,2),A(4,2,-1),O为坐标原点,若OM=AB,则点B的坐标为
( )
A.(-1,3,-3) B.(9,1,1)
C.(1,-3,3) D.(-9,-1,-1)
解析:因为OM=(5,-1,2),OA=(4,2,-1),又OM=AB=OB-OA,所以OB=OA+OM=(9,1,1),所以点B的坐标为(9,1,1).
答案:B
(1)若坐标系已给出,不用再建系,若未给出坐标系,建立空间直角坐标系时应遵循以下原则:
①让尽可能多的点落在坐标轴上或坐标平面内;
②充分利用几何图形的对称性.
(2)求某点的坐标时,一般先找这一点在某一坐标平面上的射影,确定其两个坐标,再找出它在另一坐标轴上的射影(或者通过它到这个坐标平面的距离加上正负号)进而确定第三个坐标.
[对点训练]
关于空间向量坐标运算的两类问题
(1)直接计算问题
首先将空间向量用坐标表示出来,然后准确运用空间向量坐标运算公式计算.
(2)由条件求向量或点的坐标
首先把向量用坐标形式设出来,然后通过建立方程(组),解方程(组)求出其坐标.
[对点训练]
已知a=(1,-2,4),b=(1,0,3),c=(0,0,2).
求:(1)a-(b+c);
(2)4a-b+2c.
解:(1)∵b+c=(1,0,5),
∴a-(b+c)=(1,-2,4)-(1,0,5)=(0,-2,-1).
(2)4a-b+2c=(4,-8,16)-(1,0,3)+(0,0,4)=(3,-8,17).
[对点训练]
如图,在长方体OAEB-O1A1E1B1中,OA=3,OB=4,OO1=2,
点P在棱AA1上,且AP=2PA1,点S在棱BB1上,且SB1=2BS,
点Q,R分别是棱O1B1,AE的中点.
求证:PQ∥RS.
发展理性思维
1.已知点A在基底{a,b,c}下的坐标是(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 ( )
A.(12,14,10) B.(10,12,14)
C.(14,12,10) D.(4,3,2)
3.已知棱长为a的正四面体ABCD,如图,建立空间直角坐标系,
O为A在底面上的射影,M,N分别为线段AB,AD的中点,求
M的坐标.
““四翼”检测评价”见““四翼”检测评价(五)”
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明学习目标
知结构体系
课标
要求
1.在平面直角坐标系的基础上了解空