内容正文:
6.1.3 共面向量定理
一、共面向量定理
1、共面向量:一般地,能平移到同一平面内的向量叫作共面向量。
显然,任意两个空间向量都是共面向量。
2、共面向量定理:如果两个向量,不共线,那么向量与向量,共面的充要条件是存在有序实数组,使得.
也就是说向量可以由两个不共线的向量,线性表示。
二、空间向量共面证明
1、证明点P在平面ABC内,可以用,也可以用,
若用,则必须满足.
2、判断三个向量共面一般用,
证明三线共面常用,
证明四点共面常用(其中)
题型一 向量共面的判断与证明
【例1】已知,,,为空间不共面的四点,且向量,向量,则与,必共面的向量为( )
A. B. C. D.或
【变式1-1】若不共面,则( )
A.不共面 B.不共面
C.不共面 D.不共面
【变式1-2】在四面体中,空间的一点满足,若,,共面,则( )
A. B. C. D.
【变式1-3】已知是不共面向量,,若三个向量共面,则实数______.
【变式1-4】如图所示,已知矩形ABCD和矩形ADEF所在的平面互相垂直,点M,N分别在对角线BD,AE上,且BM=BD,AN=AE.求证:向量共面.
题型二 四点共面的判断与证明
【例2】在下列条件中,能使与,,一定共面的是( )
A. B.
C. D.
【变式2-1】对空间中任意一点和不共线的三点,能得到在平面内的是( )
A. B.
C. D.
【变式2-2】对于空间任意一点和不共线的三点、、,有如下关系:,则( ).
A.四点、、、必共面 B.四点、、、必共面
C.四点、、、必共面 D.五点、、、、必共面
【变式2-3】设向量,,不共面,空间一点P满足,则A,B,C,P四点共面的一组数对是( )
A. B. C. D.
【变式2-4】如图,已知O、A、B、C、D、E、F、G、H为空间的9个点,且,,,,,.求证:A、B、C、D四点共面,E、F、G、H四点共面;
题型三 利用共面向量定理证明平行
【例3】如图,在直四棱柱ABCD—A1B1C1D1中,底面ABCD为等腰梯形,ABCD,AB=4,CD=2,E,E1,F分别是棱AD,AA1,AB的中点.证明:直线EE1平面FCC1.
【变式3-1】如图,从所在平面外一点O作向量,,,.求证:
(1),,,四点共面;
(2)平面平面ABCD.
【变式3-2】已知平行四边形ABCD,从平面AC外一点O引向量,,,.
(1)求证:四点共面;
(2)平面平面.
【变式3-3】如图,已知,,,,,,,,为空间的个点,且,,,,,,.
(1)求证:,,,四点共面,,,,四点共面;
(2)求证:平面平面;
题型四 利用共面向量定理求参数
【例4】已知空间、、、四点共面,且其中任意三点均不共线,设为空间中任意一点,若,则( )
A.2 B. C.1 D.
【变式4-1】空间四点共面,但任意三点不共线,若为该平面外一点且,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【变式4-2】已知点在确定的平面内,是平面外任意一点,实数满足,则的最小值为( )
A. B. C.1 D.2
【变式4-3】如图,平面内的小方格均为正方形,点为平面内的一点,为平面外一点,设,则的值为( )
A.1 B. C.2 D.
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6.1.3 共面向量定理
一、共面向量定理
1、共面向量:一般地,能平移到同一平面内的向量叫作共面向量。
显然,任意两个空间向量都是共面向量。
2、共面向量定理:如果两个向量,不共线,那么向量与向量,共面的充要条件是存在有序实数组,使得.
也就是说向量可以由两个不共线的向量,线性表示。
二、空间向量共面证明
1、证明点P在平面ABC内,可以用,也可以用,
若用,则必须满足.
2、判断三个向量共面一般用,
证明三线共面常用,
证明四点共面常用(其中)
题型一 向量共面的判断与证明
【例1】已知,,,为空间不共面的四点,且向量,向量,则与,必共面的向量为( )
A. B. C. D.或
【答案】B
【解析