内容正文:
1.2 空间向量基本定理
作者:Lydia Bee
如图,设中三个两两垂直的向量,空间中任意一个向量可以用表示。
解:由三角形法则,=;由平面向量基本定理和共线向量的性质有:=,=z,z。
深度探究
类比平面向量基本定理,可以得到空间向量基本定理。
定理 如果三个向量不共面,那么对任意一个空间向量,存在唯一的有序实数组,使得
基底:把空间中不共面的三个向量{叫做空间的一个基底。
基向量:构成基底的三个向量,叫做基向量。
注意:基底指的是一个向量组;基向量指的是基底中的某个向量。
深度探究
单位正交基底:如果空间中的一个基底中的三个基向量两两垂直,且长度为1,那么这个基底叫做单位正交基,常用表示。
正交分解:由空间向量基本定理可知,对空间中的任意向量,均可以分解为三个向量,使,像这样,把一个空间向量分解为三个两两互相垂直的向量,叫做把空间向量进行正交分解。
深度探究
例1 如图,在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,可以作为空间向量的一个基底的是( )
A.
B.
C. , , .
D. ,
典例分析
C
例2 已知向量构成空间的一个基底{},若,且++,则
解:++=
所以
答案:2
典例分析
例3 如图,M是四面体OABC的棱BC的中点,点N在线段OM上,点P在线段AN上,且MN=ON,AP=AN,用向量,表示.
解:==()=+
=+()=.
典例分析
例4 如图,在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,AB=4,AD=4,AA1=5,
∠DAB=600,∠A1AB=600,∠A1AD=600,M,N分别为D1C1,C1B1的中点,求证:MN⊥AC1.
证明:设,,,这三个向量不共面,
空间的一个基底,我们用它们表示,
则+=,=++=
所以
典例分析
例4 如图,在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,AB=4,AD=4,AA1=5,
∠DAB=600,∠A1AB=600,∠A1AD=600,M,N分别为D1C1,C1B1的中点,求证:MN⊥AC1.
=
=16++
---=0
所以MN⊥AC1.
典例分析
例5 如图,在平行六面体ABCD-A’B’C’D’的棱长为1,E,F,G分别为C’D’,A’D’,D’D的中点。(1)求证:EF//AC;(2)求CE与AG所成角的余弦值。
(1)证明:设,则{}构成
空间向量的一个单位正交基底,所以
,
所以=,所以EF//AC。
典例分析
例5 如图,在平行六面体ABCD-A’B’C’D’的棱长为1,E,F,G分别为C’D’,A’D’,D’D的中点。(1)求证:EF//AC;(2)求CE与AG所成角的余弦值。
(2)解:因为,
+=,所以
===
所以CE与AG所成角的余弦值为
典例分析
本节课的学习,你学到了哪些知识和数学思想方法?
课堂练习:
课本第14页练习1,2,3
课后作业
课本第15页习题1.2 第3,4,5,6,7,8
课堂小结
THANKS
Lydia Bee
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