内容正文:
.1.1 数系的扩充和复数
第一章
空间向量与立体几何
1.1.1.2 共线向量与共面向量
(第一课时)
学习目标
1.理解向量共线、向量共面的定义.
2.掌握向量共线的条件和向量共面的条件(重点).
3.会证明空间三点共线、四点共面(难点).
作者编号:32100
预学导读
阅读课本4-5页,完成导学案知识梳理。
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复习回顾
方向相同或相反的向量,长度无限制
问题1:什么叫共线(平行)向量?
问题2:怎么判断两个向量是否共线?
共线向量定理:
问题3:共线向量定理可以用来解决什么问题?
①判定两个向量共线.
②判定三点共线
③判定空间两直线平行
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新知探究
平面向量共线的充要条件
对任意两个平面向量
的充要条件是存在实数λ,使 .
对任意两个空间向量
的充要条件是存在实数λ,使 .
空间向量共线的充要条件
思考:对任意两个空间向量 与 ,如果 , 与 有什么位置关系?反过来, 与 有什么位置关系时, ?
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学以致用
1、若m=a+b,n=-3b-3a,则m与n共线吗?
假设存在这样的λ,看有没有解
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总结归纳
证明空间三点 A , B,P 共线的方法
(1) =λ (λ∈R);
(2)对空间任一点 O , = x + y ( x + y =1).
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新知探究
直线的方向向量
O
l
我们把与向量 平行的非零向量称为直线l的 .
这样,直线l上任意一点都可以由直线l上的一点和它的方向向量表示,
也就是说,直线可以由其上一点和它的方向向量确定.
如图, O是直线l上一点,在直线l上取非零向量 , 则对于直线l上任意一点P, 存在实数λ, 使得 .
方向向量
P
注意:(1)直线的方向向量一定是非零向量;
(2)一条直线的所有方向向量都互相平行.
(3)一条直线有无数个方向向量,它们互为共线向量。
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新知探究
共面向量
α
l
O
A
如图,如果表示向量 的有向线段 所在的直线OA与直线 l 平行或重合,那么称向量 平行于直线l.
如果直线OA平行于平面α或在平面α内,那么称向量 平行于平面α.
平行于同一平面的向量,叫做共面向量.
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新知探究
问题:空间中任意两个向量是共面的,那任意三个向量是否共面呢?
a
b
α
c
p
可能共面,也可能不共面
.
O
如何判断呢
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新知探究
追问:什么情况下三个向量共面呢?
a
b
.
O
α
p
若向量 是平面α内两个不共线的向量,则α内任意一个向量 ,存在唯一的有序实数对 (x,y) ,使得:
平面向量基本定理:
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新知探究
共面向量定理
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新知探究
共面向量定理推论
O
A
C
B
P
①空间一点P位于平面ABC内的充要条件
是存在有序实数对(x,y),使
②P、A、B、C四点共面的充要条件
是对空间任意一点O,
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新知探究
O
A
C
B
P
对空间任意一点O,
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知识归纳
证明四点共面的方法
P与A,B,C共面
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牛刀小试
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典例讲解
引例:已知 A , B , C 三点不共线,点 O 是平面 ABC 外的任意一点,若点 P 满足下列关系,试判断点 P 是否与点 A , B , C 共面.
+ =3 - .
=4 - - .
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典型例题
例1:如图,已知平行四边形ABCD,过平面AC外点O作射线OA,OB,OC,OD,在四条射线上分别取点E,F,G,H,使 ,求证:E,F,G,H四点共面.
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典型例题
例2:已知向量不共面,且试判断, ,是否共面.
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总结归纳
证明空间三点 A , B,P 共线的方法
(1) =λ (λ∈R);
(2)对空间任一点 O , = + t ( t ∈R);
(3)对空间任一点 O , = x + y ( x + y =1).
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课堂小结
证明四点共面的方法
P与A,B,C共面
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当堂检测
1. 对于空间的任意三个向量 a , b ,2 a - b ,它们一定是( )
A. 共面向量 B. 共线向量
C. 不共面向量 D. 既不共线也不共面的向量
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当堂检测
2. 下列命题中正确的是( )
A. 若 a 与 b 共线, b 与 c 共线,则 a 与 c 共线
B. 向量 a , b , c 共面,即它们所在的直线共面
D. 若 a ∥ b ,则存在唯一的实数λ,使 a =λ b
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当堂检测
3. (2025高二上·西湖期末) 已知M,A,B,C为空间中四点,任意三点不共线,且,若M,A,B,C四点共面,则的值为( )
A. 0 B. 1
C. 2 D. 3
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当堂检测
4. 已知 A , B , C 三点不共线,点 O 是平面 ABC 外的任意一点,若点
P 分别满足下列关系,试判断点 P 是否与点 A , B , C 共面.
(1) +2 =6 -3 ;
(2) + =4 - .
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当堂检测
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5. 已知A,B,C三点不共线,点O是平面ABC外的任意一点,点M满足
.
(1)判断三个向量是否共面;
(2)判断点M是否在平面ABC内.
思路分析 要证明三个向量共面,只需证明存在实数x,y,使=x+y,证明了三个向量共面,即可说明点M就在平面内.
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