内容正文:
1.1.2 空间向量基本定理
目录
学习任务
思维导图
复习引入
主体学习
课堂小结
学习任务
PART ONE
1.理解并记住共线向量基本定理、平面向量基本定理、共面向量定理及空间向量基本定理的内容及含义.(数学抽象)
2.熟记基底、基向量的概念.会选择恰当的基底表示空间向量.(数学抽象)
3.会用共线向量基本定理、平面向量基本定理、共面向量定理和空间向量基本定理解决空间几何中的简单问题.(逻辑推理)
思维导图
PART TWO
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复习引入
PART THREE
共线向量基本定理
平面向量基本定理
思考:1. 上述结论在空间中仍成立吗?
2.如何判断空间中三个向量是否共面?
例如,如图所示的正方体ABCD-A1B1C1D1中,P在直线AA1上的充要条件是,存在实数,使得.
如果M在底面ABCD内,则一定存在实数与,使得.
主体学习
PART FOUR
一、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.
例1
如图所示,已知斜三棱柱中, =, =在上和BC上分别有一点M 和N,且= , = ,其中.
求证:,共面
证明:因为
= =
= +=
=
= (1- )+
所以= =(1- )+
由共面向量定理可知,共面
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由共面向量定理还可得到判断空间中四点是否共面的方法
如果A,B,C三点不共线,则点P在平面ABC内的充要条件是,存在唯一的实数对,使.
还可以表示为.
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归纳总结
证明空间三向量共面或四点共面的方法
向量表示:设法证明其中一个向量可以表示成另两个向量的线性组合,即若p=xa+yb,则向量p,a,b共面.
存在有序实数组使得对于空间任一点O,有
,且成立,则P,A,B,C 四点共面
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练
已知A,B,C三点不共线,对平面ABC外的任一点O,确定在下列各条件下,点M是否与A,B,C三点共面:
答案:(1)共面; (2)不共面
共线向量基本定理
给定直线上的一个非零向量,那么直线上任意一个向量都可以唯一地写成数乘向量的形式
平面向量基本定理
给定的平面内,当向量与向量不共线时,任意一个向量都可以写成与的线性运算,而且表达式唯一.
思考:空间向量有没有类似的结论?
二、空间向量基本定理
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.
其中,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.此时,a,b,c都称为基向量;
如果p=xa+yb+zc,则称xa+yb+zc为p在基底{a,b,c}下的分解式.
例2
如图所示平行六面体ABCD-A’B’C’D’中,设,,,试用基底表示向量.
解:因为是平行六面体,所以
= ++= ++=
类似地,有
=++
++= .
例3
如图所示,已知三棱柱中,为的中点,,求.
解:由题意可知,
,
所以==1,==0
又因为= + = +
=++ =+=+( )
所以 =( + )
= - + + -
=- ×4+×1+1=-
课堂小结
PART FIVE
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谢谢观看
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