1.1 第1课时 空间向量及线性运算-【优学精讲】2026-2027学年高中数学选择性必修一同步教参(人教B版)

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1.1 空间向量及其运算

1.1.1 空间向量及其运算

第1课时 空间向量及线性运算

 

新课导入

学习目标

如图展示的是一个做滑翔伞运动的场景,可以想象在滑翔过程中,飞行员会受到来自不同方向且大小各异的力,你能用图示法表示这些力吗?能对这些力进行力的合成吗?这就是本节我们学习的空间向量及其线性运算.

1.经历由平面向量推广到空间向量的过程,了解空间向量的概念.

2.掌握空间向量加减运算及其数乘运算,理解其几何意义.

3.掌握空间向量的线性运算及其应用.

思考1 与平面向量有关的概念有哪些?我们学习了哪几个特殊的平面向量?

[提示] 模、夹角、向量平行、向量相等.零向量、单位向量、相反向量等.

思考2 你能类比平面向量给出空间向量的概念吗?

[提示] 空间向量是平面向量的推广,其表示方法及相关概念与平面向量一致.

[知识梳理]

1.定义:空间中既有大小又有方向的量称为空间向量.page number 0

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2.长度:空间向量的大小称为空间向量的长度或模.

3.表示法

(1)几何表示法:空间向量用有向线段表示.

(2)字母表示法:若向量a的始点是A,终点是B,则向量a也可以记作,其模记为|a|或||.

4.几类特殊向量

 

特殊向量

定义

表示法

零向量

始点和终点相同的向量

|0|=0

单位向量

模为1的向量

|e|=1

相等向量

大小相等且方向

 

相同的向量

a=b或=

 

共线向量

或平行向量

两个非零向量的方向相同或相反

a∥b或 ∥

向量

(不)共面

表示空间向量的有向线段通过平移之后,都能在同一平面内,则称这些向量共面;否则,称这些向量不共面

无

[即时练]

1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”.

(1)两个有公共终点的向量,一定是共线向量.(  )

(2)若a=-b,则|a|=|b|.(  )

(3)若两个向量的始点重合,则这两个向量的方向相同.(  )

答案:(1)× (2)√ (3)×

2.如图,在长方体ABCD ­A1B1C1D1中,AB=3,AD=2,AA1=1,则在以八个顶点中的两个分别为始点和终点的向量中:page number 1

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(1)单位向量有___________________________________________;

(2)模为的向量有________个;

(3)与相等的向量有_________________________________________.

答案:(1)AA1,A1A,BB1,B1B,CC1,C1C,DD1,D1D

(2)8

(3)A1B1,,D1C1

在空间中,向量、向量的模、相等向量的概念和平面中向量的相关概念完全一致,两个向量相等的充要条件是两个向量的方向相同、模相等.

思考1 平面向量的线性运算是指哪些运算?

[提示] 平面向量的线性运算是指平面向量的加减法及数乘运算.

思考2 空间中的向量能用平面向量的线性运算法则进行运算吗?

[提示] 能.因为空间向量是可以自由移动的,所以对于空间中的任意两个非零向量,我们都可以通过平移使它们的起点重合,又因为两条相交直线确定一个平面,所以平移后两个向量是在同一个平面内的,同一平面内的两个向量可以利用平面向量的线性运算法则进行运算.

[知识梳理]

1.空间向量的加法运算

名称

代数形式

几何形式

运算律

加法运算

+

=a+b

=

交换律:

a+b=

b+a;

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