专题3.2 空间向量的坐标表示(高效培优讲义)数学沪教版选择性必修第一册
2025-12-27
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 高中数学沪教版选择性必修第一册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 3.3 空间向量的坐标表示 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 439 KB |
| 发布时间 | 2025-12-27 |
| 更新时间 | 2025-12-30 |
| 作者 | chengcc |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-12-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55649510.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦空间向量的坐标表示核心知识点,从正交分解与坐标表示切入,系统梳理共线(a=λb)、垂直(a·b=0)的坐标条件,延伸至数量积、模、夹角及距离的坐标运算公式,构建从概念到应用的递进学习支架。
资料通过“即学即练”随学随练与“题型分类”典例变式结合,如共线垂直判断题强化运算能力,斜坐标问题培养推理意识。课中助力教师分层教学,课后学生可借多样练习查漏补缺,提升用数学语言表达空间关系的应用能力。
内容正文:
专题3.2 空间向量的坐标表示
教学目标
1.掌握空间向量的正交分解及其坐标表示,会用坐标表示空间向量的平行与垂直
2.了解空间向量的坐标运算,掌握空间向量的线性运算及其坐标表示
3.掌握空间向量数量积的坐标表示,并能表示空间向量夹角的余弦
教学重难点
1.重点
空间向量的坐标表示和运算
2.难点
空间向量的坐标表示与空间向量基本定理的综合理解
知识点01 空间向量的共线与垂直的坐标表示
设a=(a1,a2,a3),b=(b1,b2,b3),
则a∥b⇔a=λb⇔a1=λb1,a2=λb2,a3=λb3 (λ∈R),
a⊥b⇔a·b=0⇔a1b1+a2b2+a3b3=0(a,b均为非零向量).
【即学即练】
1.已知,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据两向量平行的坐标关系,即可得答案.
【详解】因为,所以,解得.
故选:B.
2.已知向量,,.若向量,则实数的值是( )
A. B. C.4 D.6
【答案】A
【分析】根据向量加法的坐标运算求出,利用向量平行的性质建立等式求解.
【详解】.
因为,所以存在实数,使得,即.
所以,解得.
故选:A.
3.已知向量,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据向量垂直则向量的数量积为零,结合向量的坐标运算计算即可.
【详解】,因为,故,
得,解得.
故选:B.
4.已知,,,设,.
(1)求;
(2)若,求实数的值;
(3)在方向上的投影数量.
【答案】(1)
(2)或.
(3)
【分析】(1)根据空间向量的坐标表示,和空间向量数量积的坐标表示,求出结果即可.
(2)根据空间向量垂直的性质,和空间向量数量积的坐标表示,列出方程,求出结果即可.
(3)根据投影向量的概念,以及空间向量数量积的坐标表示,求出投影向量的模长即可.
【详解】(1)由题意得,,,
所以,,
可得,,,
所以.
(2)由题意得,,
因为,所以,
即,解得或.
(3)可知,,
所以,,
所以在方向上的投影数量为.
知识点02 空间向量的数量积
设a=(a1,a2,a3),b=(b1,b2,b3),
则a·b=a1b1+a2b2+a3b3.
向量的数量积的性质(e是单位向量):
1 a·e=|a| cos〈a,e〉;
2
a⊥ba·b=0;
3 |a|2=a·a=a2;
4 |a·b|≤|a||b|.
向量的数量积满足如下运算律:
a·b=b·a (交换律);
a·(b+c)=a·b+a·c (分配律).
【即学即练】
1.已知空间向量,,则在上的投影向量的模为( )
A. B.2 C.1 D.
【答案】A
【分析】根据投影向量的模的公式计算后可得正确的选项.
【详解】 在 上的投影向量的模为 ,
因为,,
所以 ,,
所以投影向量的模为 ,
故选:A.
2.将一颗质地均匀的正方体骰子(六个面的点数分别为1,2,3,4,5,6),先后抛掷两次,将得到的点数分别记为,若向量,则与的夹角为钝角的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据已知求出满足条件的满足的关系式,然后分别令,求得满足条件的,然后即可根据古典概型概率公式,得出答案.
【详解】由可得,,
所以.
因为为钝角,所以,且不共线,
所以,即,且.
当时,有且,所以可取1,3,4,5,6;
当时,有且,可取2,3,4,5,6;
当时,有且,可取4,5,6;
当时,有且,可取6;
当或时,,此时无解.
综上所述,满足条件的有14种可能.
又先后抛掷两次,得到的样本点共36种,
所以为钝角的概率
故选:C.
3.已知与的夹角为,则 .
【答案】
【分析】由题知,进而根据模的公式计算即可.
【详解】因为与的夹角为,
所以,
所以,故.
故答案为:
4.已知,,,则的余弦值是 .
【答案】/
【分析】利用空间向量夹角的余弦公式可得结果.
【详解】,,
故,
故答案为:
知识点03 空间向量的模、夹角和距离公式
设a=(a1,a2,a3),b=(b1,b2,b3),
则|a|==,
cos〈a,b〉== .
设A(a1,b1,c1),B(a2,b2,c2),
则dAB=||=.
【即学即练】
1.在空间直角坐标系中,,则的面积为( )
A. B. C. D.3
【答案】A
【分析】根据坐标求三角形的边长和夹角的余弦值和正弦值,最后代入三角形的面积公式,即可求解.
【详解】由题可知,且,
,故的面积为.
故选:A.
2.设,,,,且⊥,,则( )
A. B. C.3 D.
【答案】B
【分析】根据向量的垂直和平行关系得到方程,求出,求得,利用坐标求其模即可.
【详解】由⊥,可得,解得,
,故可设,即,
则,解得,即,
则,
故.
故选:B
3.已知向量,且 ,那么( )
A.4 B.5 C.6 D.
【答案】C
【分析】根据空间向量平行求出,再由空间向量模的公式求解.
【详解】因为 ,
所以,解得,
所以,
故选:C
4.已知,下列说法不正确的是( )
A. B.
C. D.平面ABC的一个法向量是
【答案】A
【分析】对于A,由两点间的距离公式验算即可;对于B,终点坐标减区起点坐标验算即可;对于C,验算是否等于0即可判断;对于D,直接验证所给向量与是否垂直即可.
【详解】对于A,,故A不正确;
对于B,,故B正确;
对于C,因为,,
所以,于是有,故C正确;
对于D,因为,,
,,
所以是平面的一个法向量,故D正确,
故选:A.
5.已知
【答案】5
【分析】根据向量坐标化运算和向量模的坐标运算即可得到答案.
【详解】,
则.
故答案为:5.
题型01 空间向量的坐标表示
【典例1】已知,,分别是空间直角坐标系中轴、轴、轴的正方向上的单位向量,且,则点的坐标是( )
A. B. C. D.不确定
【答案】A
【分析】根据题意,结合空间直角坐标系中点的坐标的求法,即可求解.
【详解】根据空间直角坐标系中点的坐标表示,可得对应的坐标为.
故选:A.
【变式1】已知,,求=( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】用点坐标减去点坐标可得.
【详解】因为,,所以,
故选:D.
【变式2】设点,,,若,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,根据,结合向量的坐标表示,列出方程组,即可求解.
【详解】设,则,且,
因为,可得,解得,即点.
故选:B.
【变式3】在长方体中,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据空间向量的坐标表示求解.
【详解】解:因为,
所以,所以,
故选:B.
【变式4】若,则称为在基底下的坐标,若一向量在基底下的坐标为,则向量在基底下的坐标为 .
【答案】
【分析】首先根据坐标写成基底表示的形式,再利用待定系数法,列式求解.
【详解】由条件可知,,
设向量在基底下的坐标为,
所以,
所以,得,,,
所以向量在基底下的坐标为.
故答案为:
题型02 空间向量基本定理与向量坐标
【典例1】若是空间的一个基底,那么对任意一个空间向量,存在唯一的有序实数组,使得,我们把有序实数组叫做向量在基底下的斜坐标.已知空间向量在基底下的斜坐标为,则在基底下的斜坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题意得,设在基底下的斜坐标为,则,化简并联立,可得x,y,z的值,即可得答案.
【详解】由空间向量在基底下的斜坐标为,得,
设在基底下的斜坐标为,
则,
所以,解得,
所以空间向量在基底下的斜坐标为.
故选:C.
【变式1】定义:设是空间中的一个基底,若向量,则称有序实数组为向量在基底下的斜坐标,已知是空间的一个基底,是空间的另一个基底,若向量在基底下的斜坐标为,则向量在基底下的斜坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据斜坐标的定义直接计算可得.
【详解】因为向量在基底下的斜坐标为,
所以 ,
所以向量在基底下的斜坐标为.
故选:D.
【变式2】如图,在三棱柱中,,,,点为与的交点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】应用空间向量的加减法计算求解.
【详解】因为是平行四边形,所以点为与的中点,
则.
故选:A.
【变式3】如图,在四面体中,点为底面三角形的重心,为的中点,设,,则在基底下的有序实数组为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据空间向量的线性运算即可求解.
【详解】取的中点,连接.由重心的性质可知,且三点共线.
因为,所以 .所以在基底下的有序实数组为.
故选:
【变式4】已知,,若三向量不能构成空间向量的一组基底,则实数的值为 .
【答案】5
【分析】由空间向量基本定理求解,
【详解】若三向量不能构成空间向量的一组基底,则,
得,解得
故答案为:5
题型03 空间向量的坐标运算
【典例1】已知向量,向量,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】应用向量线性关系的坐标运算求.
【详解】由,则,所以.
故选:D
【变式1】已知空间向量,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据条件,利用向量坐标的线性运算及数量积的坐标运算,得,即可求解.
【详解】因为,,则,
又,则,所以,
解得,
故选:B.
【变式2】已知向量,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据空间向量线性运算的坐标表示,结合空间向量的几何意义计算即可求解.
【详解】由题意知,
所以.
故选:B
【变式3】在空间直角坐标系中,,,,且,则 .
【答案】1
【分析】根据空间向量垂直得出数量积为0,再应用空间向量数量积坐标运算公式求解.
【详解】在空间直角坐标系中,,,,则,
又因为,所以,所以.
故答案为:1.
【变式4】已知点,,向量,则点的坐标为 .
【答案】
【分析】首先设点,再代入坐标运算,利用向量相等,即可求解.
【详解】设,,,
因为,所以,得,,,
所以点的坐标.
故答案为:
题型04 空间向量平行的坐标表示
【典例1】若、、三点共线,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出向量、的坐标,分析可知,结合空间向量共线的坐标表示可求得实数的值.
【详解】因为、、,所以,.
由、、三点共线,可得,可得,解得.
故选:B.
【变式1】设,向量,,,则( )
A. B. C. D.1
【答案】B
【分析】根据空间向量共线的坐标表示进行求解即可.
【详解】因为,
所以,解得.
所以.
故选:B.
【变式2】与向量共线且方向相同的向量的坐标可以为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用共线向量定理求解.
【详解】与向量共线且方向相同的向量可设为,,
只有B选项符合.
故选:B
【变式3】若,,三点共线,则 .
【答案】
【分析】三点共线可得到与共线,利用向量共线定理即可求出答案.
【详解】,,
若,,三点共线,则向量与共线,
所以存在实数使得,
所以,解得,
故答案为:.
【变式4】已知向量,,若,则 .
【答案】4
【分析】根据向量平行的坐标关系,即可求得答案.
【详解】由,知,所以.
故答案为:4
题型05 空间向量垂直的坐标表示
【典例1】已知空间向量,若,其中,则实数( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据空间向量垂直的坐标表示公式,结合空间向量线性运算坐标表示公式进行求解即可.
【详解】因为,
所以,
又因为,
所以,
故选:B
【变式1】已知向量,,且与互相垂直,则( )
A. B.2 C. D.4
【答案】D
【分析】先求得的坐标,然后根据垂直对应的坐标关系求得结果.
【详解】因为,
所以,所以,
故选:D.
【变式2】若平面的法向量为,则下列各向量与垂直的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据空间向量垂直坐标运算逐项判断即可.
【详解】对于A,,不合题意;
对于B,,符合题意;
对于C,,不合题意;
对于D,,不合题意.
故选:B.
【变式3】已知向量,且,则 .
【答案】
【分析】根据空间向量的数量积运算求解即可.
【详解】因为,
所以,
解得,
故答案为:
【变式4】已知向量,.
(1)求与的夹角;
(2)若与互相垂直,求实数t的值.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据给定条件,求出的坐标,再利用空间向量夹角的坐标表示求解.
(2)求出与的坐标,再利用空间向量垂直关系的坐标表示列式求解.
【详解】(1)由,得,
则,,,
因此,而,
则,所以与的夹角为.
(2)依题意,,,由与互相垂直,
得,即,
所以.
题型06 空间向量夹角余弦的坐标表示
【典例1】已知为单位向量,且与夹角的余弦值为,向量,则( )
A.有最大值 B.有最小值 C.有最大值 D.有最小值
【答案】A
【分析】利用空间向量数量积的定义和坐标运算可得,再结合即可得出,最后利用夹角公式求最值.
【详解】由题可知①,
又②,①②联立,
结合,得,.
因为,
所以当时,取得最大值为.
故选:A
【变式1】设空间两个单位向量,与向量的夹角都等于,求的值( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据向量夹角的坐标表示代入化简可得,结合单位向量模长,代入化简可得,进而可得.
【详解】由已知,均为单位向量,可知,
又,则;
同理,则,
代入,
即,解得,
则,
故选:C.
【变式2】已知空间向量,,则向量与夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由空间向量的夹角公式计算可得.
【详解】由题意可得.
故选:A.
【变式3】已知,,,与的夹角为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】首先求出向量,的坐标,及向量与的模,再利用空间向量的夹角余弦公式列方程求解即可.
【详解】因为,,,
所以,,
故,
所以,,
,
所以,
因为与的夹角为,
所以,
解得,
经检验,不合题意,舍去,所以.
故选:B.
【变式4】已知向量,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用空间向量数量积坐标运算即可求解.
【详解】由于,
故选:A.
1.设,向量,,,且,∥,则等于( )
A. B. C.3 D.9
【答案】C
【分析】根据向量垂直和平行的坐标表示求出,再根据向量坐标形式的模长公式计算即可得解.
【详解】由,∥,得,解得,
所以向量,,所以,
所以.
故选:C.
2.已知为空间向量且,则在方向上的投影向量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由投影向量定义结合数量积和模长的坐标运算直接计算即可得解.
【详解】由题在方向上的投影向量为.
故选:B
3.已知点是点在平面内的射影,则( )
A. B.9 C. D.18
【答案】C
【分析】求得点的坐标,可求.
【详解】因为点是点在平面内的射影,所以,
所以,所以.
故选:C.
4.在空间直角坐标系中,点关于平面对称的点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据坐标平面中点的坐标定义及对称点的坐标特征易得.
【详解】因空间中的点的横坐标、纵坐标、竖坐标分别是该点在轴上的投影的坐标,
故点关于平面对称的点的横坐标、纵坐标不变,竖坐标为原竖坐标的相反数,
故所求点坐标为.
故选:B.
5.点关于xOy平面的对称点的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据空间点关于平面的对称点特点即可得到答案.
【详解】点关于xOy平面的对称点是,
所以点关于xOy平面的对称点的坐标为.
故选:C.
6.在空间直角坐标系中,已知,,若点与点关于平面对称,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据点关于平面对称求出点的坐标,再根据向量坐标运算求出的坐标.
【详解】由点与点关于平面对称,得,所以.
故选:A.
7.设x,,向量,向量,,且,,则( )
A. B.3 C.4 D.
【答案】D
【分析】根据空间向量垂直和共线的坐标表示即可得到方程,解出即可.
【详解】由题意得,解得,
,解得,则,,
,
则.
故选:D.
8.已知,则下列向量中与垂直的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据空间向量垂直坐标运算逐项判断即可.
【详解】对于A,,不合题意;
对于B,,符合题意;
对于C,,不合题意;
对于D,,不合题意.
故选:B.
9.已知向量,,且,那么( )
A. B. C. D.5
【答案】C
【分析】应用空间向量数量积坐标公式计算得出,进而应用模长坐标公式计算求解.
【详解】由向量,,且,得,则,
则.
故选:C.
10.已知空间向量,,,则( )
A.
B.
C.
D.在方向上的投影向量为
【答案】A
【分析】由空间向量的坐标运算即可判断A;求出和即可判断B;假设,则存在实数使得,验证无解,即可判断C;根据投影向量的公式即可判断D.
【详解】对于A,,故A正确;
对于B,,,所以,故B错误;
对于C,假设,则存在实数使得,则,无解,所以假设错误,故C错误;
对于D,在方向上的投影向量为,故D错误.
故选:A.
11.已知向量,则下列结论正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.的最小值为
D.的最大值为4
【答案】C
【分析】对于A,利用共线定理列方程求解判断,对于B,由,得求解,对于CD,表示出后利用二次函数性质求最值判断.
【详解】对于A,若,且,
则存在唯一实数使得,即,
则,解得,故A错误;
对于B,若,则,即,故B错误;
对于C、D,,故当时,取得最小值为,无最大值,故C正确,D错误.
故选:C
12.已知向量,,且,则 .
【答案】1
【分析】根据向量共线的充要条件列方程组求解.
【详解】因为,,且,
所以存在实数,使得,即,
所以,解得,所以.
故答案为:1.
13.如图,在四面体中,点满足,为的中点,若,则 .
【答案】
【分析】应用空间向量的加法及数乘运算,再结合空间向量基本定理计算求参.
【详解】由题意知,
因为,
所以,则.
故答案为:.
14.在空间直角坐标系中,点到轴的距离为 .
【答案】
【分析】根据空间直角坐标系下点的坐标的特征计算可得.
【详解】点到轴的距离为.
故答案为:
15.已知向量,,若,则 .
【答案】2
【分析】根据向量垂直列式求值即可.
【详解】因为,所以 ,解得.
故答案为:2
16.已知,若四点共面,则实数 .
【答案】
【分析】根据向量共面的性质得出向量间的线性关系,再根据向量坐标列方程组求解.
【详解】四点共面,
向量可由线性表示,即存在实数,使得,
,解得,
.
故答案为:.
17.若向量,且,则 .
【答案】
【分析】根据空间向量平行的坐标计算可得,进而结合模的坐标公式求解即可.
【详解】由,则,解得,
则,所以.
故答案为:.
18.已知空间四点、、、.
(1)求与同向的单位向量的坐标;
(2)若、、、四点共面,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出向量的坐标以及,则即为所求;
(2)由题意可知、、共面,设,根据空间向量的坐标运算可得出关于、、的方程组,解之即可.
【详解】(1)由题意可得,则,
所以与同向的单位向量为.
(2)由题意可得,,,
因为、、、四点共面,则、、共面,
设,即,
即,解得,故.
19.已知空间三点,设.
(1)若,求的值;
(2)若向量满足,且,求向量的坐标.
【答案】(1)
(2)或.
【分析】(1)利用空间向量的坐标运算计算即可;
(2)利用空间向量平行的充要条件及模长公式计算即可.
【详解】(1)由题意知,
所以.
又,
所以,
解得.
(2)因为,
又,
设,
又,所以,解得,
当时,;
当时,,
所以向量的坐标为或.
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专题3.2 空间向量的坐标表示
教学目标
1.掌握空间向量的正交分解及其坐标表示,会用坐标表示空间向量的平行与垂直
2.了解空间向量的坐标运算,掌握空间向量的线性运算及其坐标表示
3.掌握空间向量数量积的坐标表示,并能表示空间向量夹角的余弦
教学重难点
1.重点
空间向量的坐标表示和运算
2.难点
空间向量的坐标表示与空间向量基本定理的综合理解
知识点01 空间向量的共线与垂直的坐标表示
设a=(a1,a2,a3),b=(b1,b2,b3),
则a∥b⇔a=λb⇔a1=λb1,a2=λb2,a3=λb3 (λ∈R),
a⊥b⇔a·b=0⇔a1b1+a2b2+a3b3=0(a,b均为非零向量).
【即学即练】
1.已知,且,则( )
A. B.
C. D.
2.已知向量,,.若向量,则实数的值是( )
A. B. C.4 D.6
3.已知向量,若,则( )
A. B. C. D.
4.已知,,,设,.
(1)求;
(2)若,求实数的值;
(3)在方向上的投影数量.
知识点02 空间向量的数量积
设a=(a1,a2,a3),b=(b1,b2,b3),
则a·b=a1b1+a2b2+a3b3.
向量的数量积的性质(e是单位向量):
1 a·e=|a| cos〈a,e〉;
2
a⊥ba·b=0;
3 |a|2=a·a=a2;
4 |a·b|≤|a||b|.
向量的数量积满足如下运算律:
a·b=b·a (交换律);
a·(b+c)=a·b+a·c (分配律).
【即学即练】
1.已知空间向量,,则在上的投影向量的模为( )
A. B.2 C.1 D.
2.将一颗质地均匀的正方体骰子(六个面的点数分别为1,2,3,4,5,6),先后抛掷两次,将得到的点数分别记为,若向量,则与的夹角为钝角的概率是( )
A. B. C. D.
3.已知与的夹角为,则 .
4.已知,,,则的余弦值是 .
知识点03 空间向量的模、夹角和距离公式
设a=(a1,a2,a3),b=(b1,b2,b3),
则|a|==,
cos〈a,b〉== .
设A(a1,b1,c1),B(a2,b2,c2),
则dAB=||=.
【即学即练】
1.在空间直角坐标系中,,则的面积为( )
A. B. C. D.3
2.设,,,,且⊥,,则( )
A. B. C.3 D.
3.已知向量,且 ,那么( )
A.4 B.5 C.6 D.
4.已知,下列说法不正确的是( )
A. B.
C. D.平面ABC的一个法向量是
5.已知
题型01 空间向量的坐标表示
【典例1】已知,,分别是空间直角坐标系中轴、轴、轴的正方向上的单位向量,且,则点的坐标是( )
A. B. C. D.不确定
【变式1】已知,,求=( )
A. B.
C. D.
【变式2】设点,,,若,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【变式3】在长方体中,,则( )
A. B. C. D.
【变式4】若,则称为在基底下的坐标,若一向量在基底下的坐标为,则向量在基底下的坐标为 .
题型02 空间向量基本定理与向量坐标
【典例1】若是空间的一个基底,那么对任意一个空间向量,存在唯一的有序实数组,使得,我们把有序实数组叫做向量在基底下的斜坐标.已知空间向量在基底下的斜坐标为,则在基底下的斜坐标为( )
A. B. C. D.
【变式1】定义:设是空间中的一个基底,若向量,则称有序实数组为向量在基底下的斜坐标,已知是空间的一个基底,是空间的另一个基底,若向量在基底下的斜坐标为,则向量在基底下的斜坐标为( )
A. B.
C. D.
【变式2】如图,在三棱柱中,,,,点为与的交点,则( )
A. B.
C. D.
【变式3】如图,在四面体中,点为底面三角形的重心,为的中点,设,,则在基底下的有序实数组为( )
A. B. C. D.
【变式4】已知,,若三向量不能构成空间向量的一组基底,则实数的值为 .
题型03 空间向量的坐标运算
【典例1】已知向量,向量,则( )
A. B. C. D.
【变式1】已知空间向量,,若,则( )
A. B. C. D.
【变式2】已知向量,,则( )
A. B. C. D.
【变式3】在空间直角坐标系中,,,,且,则 .
【变式4】已知点,,向量,则点的坐标为 .
题型04 空间向量平行的坐标表示
【典例1】若、、三点共线,则( )
A. B. C. D.
【变式1】设,向量,,,则( )
A. B. C. D.1
【变式2】与向量共线且方向相同的向量的坐标可以为( )
A. B.
C. D.
【变式3】若,,三点共线,则 .
【变式4】已知向量,,若,则 .
题型05 空间向量垂直的坐标表示
【典例1】已知空间向量,若,其中,则实数( )
A. B. C. D.
【变式1】已知向量,,且与互相垂直,则( )
A. B.2 C. D.4
【变式2】若平面的法向量为,则下列各向量与垂直的是( )
A. B. C. D.
【变式3】已知向量,且,则 .
【变式4】已知向量,.
(1)求与的夹角;
(2)若与互相垂直,求实数t的值.
题型06 空间向量夹角余弦的坐标表示
【典例1】已知为单位向量,且与夹角的余弦值为,向量,则( )
A.有最大值 B.有最小值 C.有最大值 D.有最小值
【变式1】设空间两个单位向量,与向量的夹角都等于,求的值( )
A. B. C. D.
【变式2】已知空间向量,,则向量与夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【变式3】已知,,,与的夹角为,则( )
A. B. C. D.
【变式4】已知向量,,则( )
A. B. C. D.
1.设,向量,,,且,∥,则等于( )
A. B. C.3 D.9
2.已知为空间向量且,则在方向上的投影向量为( )
A. B. C. D.
3.已知点是点在平面内的射影,则( )
A. B.9 C. D.18
4.在空间直角坐标系中,点关于平面对称的点的坐标是( )
A. B. C. D.
5.点关于xOy平面的对称点的坐标为( )
A. B.
C. D.
6.在空间直角坐标系中,已知,,若点与点关于平面对称,则( )
A. B. C. D.
7.设x,,向量,向量,,且,,则( )
A. B.3 C.4 D.
8.已知,则下列向量中与垂直的是( )
A. B. C. D.
9.已知向量,,且,那么( )
A. B. C. D.5
10.已知空间向量,,,则( )
A.
B.
C.
D.在方向上的投影向量为
11.已知向量,则下列结论正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.的最小值为
D.的最大值为4
12.已知向量,,且,则 .
13.如图,在四面体中,点满足,为的中点,若,则 .
14.在空间直角坐标系中,点到轴的距离为 .
15.已知向量,,若,则 .
16.已知,若四点共面,则实数 .
17.若向量,且,则 .
18.已知空间四点、、、.
(1)求与同向的单位向量的坐标;
(2)若、、、四点共面,求实数的值.
19.已知空间三点,设.
(1)若,求的值;
(2)若向量满足,且,求向量的坐标.
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