内容正文:
第5节
空间向量及运算
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限时规范训练
考点探究·核心突破
必备知识·基础落实
1.了解空间向量的概念,了解空间向量基本定理及其意义,掌握空间向量的正交分解及其坐标表示.2.掌握空间向量的线性运算及其坐标表示,掌握空间向量的数量积及其坐标表示,能用向量的数量积判断向量的共线和垂直.3.理解直线的方向向量及平面的法向量,能用向量方法证明立体几何中有关线面位置关系的一些简单定理.
课程标准解读
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[知识梳理]
1.空间向量及其有关定理
概念 语言描述
共线向量
(平行向量) 表示若干空间向量的有向线段所在的直线_____________________
共面向量 平行于同一个平面的向量
共线向量
基本定理 对任意两个空间向量a,b(b≠0),a∥b⇔存在唯一实数λ,使a=λb
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3.空间向量运算的坐标表示
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5.空间位置关系的向量表示
位置关系 向量表示
直线l1,l2的方向向量分别为n1,n2 l1∥l2 n1∥n2⇔n1=kn2(k∈R)
l1⊥l2 n1⊥n2⇔n1·n2=0
直线l的方向向量为n,平面α的法向量为m l∥α n⊥m⇔n·m=0
l⊥α n∥m⇔n=km(k∈R)
平面α,β的法向量分别为n,m α∥β n∥m⇔n=km(k∈R)
α⊥β n⊥m⇔n·m=0
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常用结论
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[诊断自测]
1.思考辨析(在括号内打“ √”或“×”)
(1)对于非零向量b,若a·b=b·c,则a=c.( )
(2)在空间直角坐标系中,在Oyz平面上的点的坐标一定是(0,b,c).( )
(3)若两条直线平行,则它们的方向向量的方向相同或相反.( )
(4)任何三个不共线的向量都可构成空间向量的一组基.( )
×
√
√
×
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2.(教材改编)若{a,b,c}为空间向量的一组基,则下列各项中,能构成空间向量的一组基的是( )
A.{a,a+b,a-b} B.{b,a+b,a-b}
C.{c,a+b,a-b} D.{a+b,a-b,a+2b}
解析:C 因为λa+μb(λ,μ∈R)与a,b共面,所以A、B、D都不正确.
C
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3.(教材改编)设直线l1,l2的方向向量分别为a=(-2,2,1),b=(3,-2,m),若l1⊥l2,则m=( )
A.10 B.-10
C.2 D.-2
解析:A 因为l1⊥l2,所以a⊥b,则a·b=-6-4+m=0,得m=10.
A
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4.(易错题)在空间直角坐标系中,已知A(1,2,3),B(-2,-1,6),C(3,2,1),D(4,3,0),则直线AB与CD的位置关系是( )
A.垂直 B.平行
C.异面 D.相交但不垂直
B
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D
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D
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1.(1)选定空间不共面的三个向量作基向量,并用它们表示出指定的向量,是用向量解决立体几何问题的基本要求.
(2)解题时应结合已知和所求观察图形,正确理解向量加法、减法与数乘运算的几何意义,灵活运用三角形法则及平行四边形法则,就近表示所需向量.
2.证明三点共线和空间四点共面的方法比较
反思感悟
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考点二 空间向量的数量积及应用(应用性)
如图所示,四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面为平行四边形,以顶点A为端点的三条棱长都为1,且两两夹角为60°.
(1)求AC1的长;
(2)求证:AC1⊥BD;
(3)求BD1与AC夹角的余弦值.
例 1
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