内容正文:
第三章
空间向量与立体几何
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合作探究 素养形成
课后落实 巩固提升
随堂检测 素养达标
§1 空间直角坐标系
1.1 点在空间直角坐标系中的坐标
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[素养目标] 1.了解空间直角坐标系建立的背景,掌握建立空间直角坐标系的方法. 2.掌握空间直角坐标系的划分,会求空间点的坐标. 3.掌握空间点的对称问题. 4.培养学生空间想象能力,学会类比的数学方法.
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探究点一 点的坐标的确定
[基础梳理]
1.空间直角坐标系
(1)建系方法:过空间任意一点O作三条两两互相______的、有______的长度单位的数轴.
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垂直
相同
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(2)建系原则:伸出右手,让四指与大拇指______,并使四指先指向______正方向,然后让四指沿握拳方向旋转_________指向______正方向,此时大拇指的指向即为______正方向.
(3)构成要素:______叫作原点,_______________轴统称为坐标轴,这三条坐标轴中每两条确定一个坐标平面,分别称为_________平面、_________平面和_________平面.
垂直
x轴
90°
y轴
z轴
点O
x,y,z
xOy
yOz
xOz
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2.空间直角坐标系中点的坐标
在空间直角坐标系中,空间一点P的坐标可用三元有序实数组(x,y,z)来表示,有序实数组_____________叫作点P在此空间直角坐标系中的坐标,记作________________,其中x叫作点P的_________,y叫作点P的_________,z叫作点P的_________.
特别提醒:(1)在空间直角坐标系中,空间任一点P与有序实数组(x,y,z)之间是一种一一对应关系.
(2)对于空间点关于坐标轴和坐标平面对称的问题,要记住“关于谁对称谁不变”的原则.
(x,y,z)
P(x,y,z)
横坐标
纵坐标
竖坐标
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1.建立空间直角坐标系时应遵循的两个原则
(1)让尽可能多的点落在坐标轴上或坐标平面上.
(2)充分利用几何图形的对称性.
2.求某点P的坐标的方法
一般先找到点P在xOy平面上的射影M,过点M向x轴作垂线,确定垂足N,其中|ON|,|NM|,|MP|即为点P坐标的绝对值,再按O→N→M→P确定相应坐标的符号(与坐标轴同向为正,反向为负),即可得到相应的点P的坐标.
方法·技巧
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[跟踪训练]
1.如图,在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,M在线段BC1上,且|BM|=2|MC1|,N是线段D1M的中点,求点M,N的坐标.
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解:如图,过点M作MM1⊥BC于点M1,连接DM1,取DM1的中点N1,连接NN1.由|BM|=2|MC1|
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探究点二 根据点的坐标确定点的位置
[互动探究]
[例2] 在空间直角坐标系中作出点P(5,4,6).
【解】 法一 第一步:从原点出发沿x轴正方向移动5个单位.第二步:沿与y轴平行的方向向右移动4个单位.第三步:沿与z轴平行的方向向上移动6个单位(如图所示),即得点P.
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法二 以O为顶点构造长方体,使这个长方体在点O处的三条棱分别在x轴,y轴,z轴的正半轴上,且棱长分别为5,4,6,则长方体与顶点O相对的顶点即为所求点P.
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已知点P的坐标确定其位置的三种方法
(1)利用平移点的方法,将原点按坐标轴方向三次平移得点P的位置.
(2)构造适合条件的长方体,通过和原点相对的顶点确定点P的位置.
(3)通过作三个分别与坐标轴垂直的平面,由平面的交点确定点P的位置.
方法·技巧
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[跟踪训练]
2.(1)点A(0,-2,3)在空间直角坐标系中的位置是( )
A.在x轴上 B.在xOy平面内
C.在yOz平面