内容正文:
第二章 空间向量与立体几何
§ 1 从平面向量到空间向量
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1.了解向量由平面向量向空间向量推广的过程.
2.了解空间向量的概念.
3.理解直线的方向向量与平面的法向量.
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1.空间向量的概念
大小
方向
A
B
起点
定义
在空间中,既有__________又有__________的量,叫作空间向量
表示
方法
①用有向线段eq \o(AB,\s\up15(→))表示,__________叫作向量的起点,__________叫作向量的终点;
②用eq \o(a,\s\up15(→)),eq \o(b,\s\up15(→)),eq \o(c,\s\up15(→))或a,b,c表示
自由向量
数学中所讨论的向量与向量的__________无关,称之为自由向量
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大小
∠AOB
长度或模
与平面向量一样,空间向量eq \o(AB,\s\up15(→))或a的__________也叫作向量的长度或模,用|eq \o(AB,\s\up15(→))|或|a|表示
夹角
定义
如图,两非零向量a,b,过空间中任意一点O,作向量a,b的相等向量eq \o(OA,\s\up15(→))和eq \o(OB,\s\up15(→)),则__________叫作向量a,b的夹角,记作〈a,b〉
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夹角
范围
规定0≤〈a,b〉≤π
向量垂直
当〈a,b〉=eq \f(π,2)时,向量a与b垂直,记作a⊥b
向量平行
当〈a,b〉=0或π时,向量a与b平行,记作a∥b
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方向向量
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2.向量、直线、平面
(1)向量与直线
设l是空间一直线,A,B是直线l上任意两点,则称eq \o(AB,\s\up15(→))为直线l的_____________,与eq \o(AB,\s\up15(→))平行的任意非零向量a也是直线l的_____________.
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(2)向量与平面
如果直线l垂直于平面α,那么把直线l的方向向量a叫作平面α的法向量.
3.直线的方向向量与平面的法向量只有一个吗?
提示:直线的方向向量与平面的法向量是不唯一的,直线的方向向量都平行于该直线,平面的法向量都垂直于该平面.
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空间向量的有关概念
给出下列五个命题:
①两个空间向量相等,则它们的起点相同,终点也相同;
②若空间两向量a,b满足|a|=|b|,则a=b;
③在正方体ABCDA1B1C1D1中必有eq \o(AC,\s\up15(→))=eq \o(A1C1,\s\up15(→));
④若空间向量m,n,p满足m=n,n=p,则m=p;
⑤空间中任意两个单位向量必相等.
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其中正确命题的个数为( )
A.4 B.3
C.2 D.1
解析:当空间两个向量的起点、终点分别相同时,这两个向量必相等,但两个相等向量的起点不一定相同,终点也不一定相同,故①错;根据向量相等的定义,要保证两向量相等,不仅它们的模要相等,而且方向也要相同,但②中向量a与b的方向不一定相同,故②不对;
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答案:C
【题后点评】 (1)在空间中,向量的模、相等向量、相反向量等概念和平面向量中相对应的概念完全一样.
(2)注意区别向量、向量的模、线段、线段的长度等概念.
根据正方体的性质,在正方体ABCDA1B1C1D1中,向量eq \o(AC,\s\up15(→))和eq \o(A1C1,\s\up15(→))不但方向相同而且长度相等,故应有eq \o(AC,\s\up15(→))=eq \o(A1C1,\s\up15(→)),所以③正确;④显然正确;对于⑤,空间任意两个单位向量的模均为1,但方向不一定相同,故