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空间向量的正交分解及其坐标表示 课件

b+c,c+a}能否作为该空间的一个基底. 解析:假设a+b,b+c,c+a共面,则存在实数λ、μ
使得a+b=λ(b+c)+μ(c+a),
∴a+b=λb+μa+(λ+μ)c. ∵{a,b,c}为基底,∴a、b、c不共面,
1=μ ∴1=λ
0=λ+μ
此方程组无解.
∴a+b,b+c,c+a不共面, ∴{a+b,b+c,c+a}可以作为空间的一个基底.
ABCD,AD⊥AB,所以可设
→ DA
=e1,A→B
=e2,A→P
=e3.
以{e1,e2,e3}为基底建立空间直角坐标系 Axyz. 因为M→N=M→A+A→P+P→N=M→A+A→P+12P→C =M→A+A→P+12(P→A+A→D+D→C) =-12e2+e3+12(-e3-e1+e2) =-12e1+12e3,
所以M→N=-12,0,21,D→C=(0,1,0).
3.已知向量p在基底{a,b,c}下的坐标是(2,3,-1), 求p在基底{a,a+b,a+b+c}下的坐标.
答案:(-1,4,-1)
1.空间任意三个不共面的向量都可以构成空间的一个 基底.
2.课本及我们研究所建坐标系均为右手系.
3.空间中任意一点P的坐标的确定方法:过P分别作三 个坐标平面的平行平面分别交坐标轴于A、B、C三点,x= OA,y=OB,z=OC,当OA与i方向相同时x>0,反之x<0, 同理可确定y、z.
(1)(2)式为直线的向量表达式.
7.共面向量
(1)空间任意两个向量______;
(2)若向量a,b不共线,则a,b,c共面 ⇔______________,________________;
(3)若三个向量中有两个向量共线,则三个向量 ______.
7.(1)共面 (2)存在唯一实数对x、y
使c=xa+yb (3)共面
5.推论:设O,A,B,C是不共面的四点,则对空间
任一点P,都存在唯一的三个有序实数x,y,z,使
O→P=xO→A+yO→B+zO→C.
6.三点共线:对空间任一点O,若点P在直线AB上 (或P、A、B三点共线),则:
(1)O→P=O→A+λA→B,λ∈R; (2)O→P=O→A+ta,t∈R,a 为直线 AB 的方向向量; (3)O→P=xO→A+yO→B(其中 x+y=1).
用基底表示向量
N向在量BaC,上b,,且c表空B示间N=四2面NC体,,O设AA→BNC. 中M=,→NaMO→,在A OA=上bO,→,BOM==Oc3→,MCA用,
解析:A→N=-a+13b+23c, M→N=-34a+13b+23c.
=b,O2→.P四=棱c,锥EP、—FO分A别BC是的P底C和面P为B一的矩中形点,,设用aO→,Ab=,ac,表O→示C
B→F、B→E、A→E、E→F.
答案:B→F=-12a-12b+12c; B→E=-a-12b+12c; A→E=-a+12b+12c; E→F=12a.
用坐标表示空间向量
已知PA垂直于正方形ABCD所在的平面,M、N
分别是AB、PC的中点,并且PA=AD=1,求向量
→ MN
、D→C
的坐标.
解析:如图所示,因为PA=AD=AB=1,且PA⊥平面
解析:如图所示,设 a=A→B,b=A→A1,c=A→D, 则 x=AB1,y=A→D1,z=A→C,a+b+c=A→C1,由 A、 B1、D1、C 四点不共面,可知向量 x、y、z 也不共面. 同理可知 b、c、z 和 x、y、a+b+c 也不共面.
答案:C
1.若{a,b,c}是空间的一个基底,试判断{a+b,
②空间中的任何一个向量都可用基向量a,b,c表示
③空间中的任何一个向量都可用不共面的三个向量表 示
④平面内的任何一个向量都可用平面内的两个向量表 示
A.4个
B.3个
C.2个
D.1个
2.已知{a,b,c}是空间向量的一个基底,则可以 与向量p=a+b,q=a-b构成基底的向量是( D )
A.a
B.b
方向建立空间直角坐标系Oxyz.对于空间任意一个向量p,一
定可以把它平移,使它的起点与原点O重合,得到向量
→ OP
=p.由空间向量基本定理可知,存在有序实数组{x,y,z},
使得___p_=__xe_1_+__y_e_2+__z_e_3__,把x,y,z称作向量p在单位正交
基底e1、e2、e3下的坐标,记作p=(_x_,__y_,__z_) .
C.a+2b
D.a+2c
基底的判断
设x=a+b,y=b+c,z=c+a,且{a,b,c} 是空间的一个基底,给出下列向量组:①{a,b,x},② {x,y,z},③{b,c,z},④{x,y,a+b+c},其中可以 作为空间的基底的向量组有( )来自A.1个B.2个
C.3个
D.4个
分析:能否作为空间的基底,即判断给出的向量组中 的三个向量是否共面.由于a、b、c是不共面向量,所以 可以构造图形,利用平行六面体中从某一点出发的三条棱 所对应的向量与相应面上的对角线所对应的向量的关系直 观判断.
3.如果空间一个基底的三个基向量两两互相垂直,那么 这个基底叫做________.
1.p=xa+yb+zc
2.{p|p=xa+yb+zc,x,y,z∈R} 基底 基向量
3.正交基底
4.设e1、e2、e3为有公共起点O的三个两两互相垂直的
单位向量,称这个基底为单位正交基底,以e1、e2、e3的公共
起点O为原点,分别以e1、e2、e3的方向为x轴、y轴、z轴的正
空间向量的正交分解及其坐标表示
1.空间向量的基本定理
如果三个向量a,b,c不共面,那么对空间任一向量p, 存在一个唯一的有序实数组{x,y,z},使得__________.
2.若三向量a,b,c不共面,那么空间的任一向量都可 由a,b,c线性表示,所有空间向量组成的集合就是 ______________________,把{a,b,c}叫做空间的一个 __________,a,b,c叫做________.
8.四点共面:对空间任一点 O 和不共线的三点 A、B、C, 若 P、A、B、C 四点共面, 则:
(1)A→P=xA→B+yA→C,(x,y∈R) (2)O→P=O→A+xA→B+yA→C(x,y∈R); (3)O→P=xO→A+yO→B+zO→C(其中 x+y+z=1).
1.下列命题中真命题的个数是( C ) ①空间中的任何一个向量都可用a,b,c表示
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