内容正文:
1.2.1 课时1
空间中的点、直线与空间向量
第一章
作者编号:32200
作者编号:32200
1.理解位置向量的概念,会利用方向向量和一点确定直线位置.
2.理解直线的方向向量,会用向量的方法解决空间中的平行问题.
学习目标
作者编号:32200
几何中
点
线
向量中
?
?
问题导入
…
…
…
作者编号:32200
思考1:如何用向量表示空间中的一个点?
定点O
P
向量的坐标
起点的坐标
终点的坐标
坐标
如图,在空间中,取一定点O作为基点,那么空间中任意一点P可以用向量来表示,我们把向量称为点P的位置向量.
点→点+位置向量
新知探究
…
…
…
作者编号:32200
如图,a是直线l的方向向量,在直线l上取=a,设P是直线l上的任意一点,由向量共线的条件可知:
思考2:如何用向量表示空间中的直线?
P
几何中
向量中
点
方向向量
a
A
B
点P在直线l上
充要条件
一个点
一个方向
+
l
存在实数t,使得=ta,即
线→点+方向向量
新知探究
…
…
…
作者编号:32200
= t
P
a
A
B
进一步地,如图,取定空间中的任意一点O,
O
可以得到:P在直线l上的充要条件是存在实数t,使
=+t ①
或=+t ②
①②式称为空间直线l的向量表示.
由此可知,空间任意直线由直线上一点及直线的方向向量唯一确定.
新知探究
…
…
…
作者编号:32200
提醒
(1)空间中,一个向量成为直线l的方向向量,必须具备以下两个条件:①非零向量;
②向量所在的直线与l平行或重合.
(2)与直线l平行的任意非零向量a都是直线的方向向量,且直线l的方向向量有无数个.
新知探究
…
…
…
作者编号:32200
讨论:由直线与直线平行的关系,可以得到这两条直线的方向向量有什么关系?
l1
l2
如图所示,设分别是直线l1, l2的方向向量,由方向向量的定义可知,如果两条直线平行,那么它们的方向向量一定平行,
反过来,如果两条直线的方向向量平行,那么这两条直线也平行.
作者编号:32200
直线
方向向量
l1
l2
知识梳理
作者编号:32200
例1 已知O是坐标原点,A,B,C三点的坐标分别为A(3,4,0),B(2,5,5),C(0,3,5).若P是线段AB上的一点,且AP∶PB=1∶2,求点P的坐标.
解:由P是线段AB上的一点,且AP∶PB=1∶2,知.
设点P的坐标为(x,y,z),
则
∴
即
得
因此点P的坐标为(,,).
新知探究
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…
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作者编号:32200
例2 已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,E,F分别是BB1,DD1的中点,G、H分别为AD,B1C1的中点,判断EG与FH是否平行.
解:如图所示,建立空间直角坐标系,则E(2,2,1),G(1,0,0),F(0,0,1),H(1,2,2).
显然EG与FH不重合,故EG∥FH.
∴
∴
∴
新知探究
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…
…
作者编号:32200
归纳总结
证两条直线平行可以转化为证明两直线的方向向量平行.
利用直线的方向向量证明直线与直线平行时,要注意两向量所在的直线无公共点.
作者编号:32200
空间中的点、直线与空间向量
用空间向量表示空间中的点
用空间向量表示直线
用向量证明平行关系
课堂总结
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…
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1.(多选)如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为棱CC1上不与C,C1重合的任一点,则能作为直线AA1的方向向量的是( )
ABD
当堂检测
…
…
…
作者编号:32200
2.已知两不重合的直线l1和l2的方向向量分别为v1=(1,0,-1),v2=(-2, 0,2),则l1与l2的位置关系是( )
A.平行 B.相交但不垂直
C.垂直 D.不确定
3.已知直线l1的方向向量a=(-1,2,m),直线l2的方向向量b=(2,n,-12),且l1∥l2,则m+3n的值是( )
A.-6 B.6 C.14 D.-14
A
A
当堂检测
…
…
…
A. B.
C. D.
$$