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空间向量

A. 矩形 B. 菱形 C. 正方形 D. 平行四边形
5. 下列说法正确的是( )
A. 零向量没有方向
B. 空间向量不可以平行移动
C. 如果两个向量不相同,那么它们的长度不相等
D. 同向且等长的有向线段表示同一向量
课后作业
1.在三棱柱ABC-A'B'C'中,M,N分别为BC,B'C'的中点,化简下列式子:
新知:
1)两个向量的夹角的定义:已知两非零向量 ,在空间一点 ,作 ,则 叫做向量 与 的夹角,记作.
试试:
⑴范围:
=0时, ; =π时,
⑵ 成立吗?
⑶ ,则称 与 互相垂直,记作.
2)向量的数量积:
已知向量 ,则叫做 的数量积,记作 ,即 .
规定:零向量与任意向量的数量积等于零.
反思:
⑴ 两个向量的数量积是数量还是向量?
学习过程
一、课前准备
(预习教材P90~P92,找出疑惑之处)
复习1:什么是平面向量 与 的数量积?
复习2:在边长为1的正三角形⊿ABC中,求 .
二、新课导学
※学习探究
探究任务一:空间向量的数量积定义和性质
问题:在几何中,夹角与长度是两个最基本的几何量,能否用向量的知识解决空间两条直线的夹角和空间线段的长度问题?
反思:若空间任意一点O和不共线的三点A,B,C满足关系式 ,且点P与A,B,C共面,则 .
※典型例题
例1下列等式中,使M,A,B,C四点共面的个数是( )



④ .
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
变式:已知A,B,C三点不共线,O为平面ABC外一点,若向量
则P,A,B,C四点共面的条件是
例2如图,已知平行四边形ABCD,过平面AC外一点O作射线OA,OB,OC,OD,在四条射线上分别取点E,,F,G,H,并且使
例3如图,在平行四边形ABCD-A B C D 中, , , , =
=60°,求 的长.
※动手试试
练1. 已知向量 满足 , , ,则 ____.
练2. , 则 的夹角大小为_____.
三、总结提升
※学习小结
1..向量的数量积的定义和几何意义.
2. 向量的数量积的性质和运算律的运用.
※知识拓展
向量给出了一种解决立体几何中证明垂直问题,求两条直线的夹角和线段长度的新方法.
⑴ ;


变式2:如图,已知 不共线,从平面 外任一点 ,作出点 ,使得:



⑷ .
小结:空间向量的化简与平面向量的化简一样,加法注意向量的首尾相接,减法注意向量要共起点,并且要注意向量的方向.
动手试试
练1. 下列说法正确的是( )
A. 向量 与非零向量 共线, 与 共线,则 与 共线;
B. 任意两个共线向量不一定是共线向量;
复习1:什么叫空间向量共线?空间两个向量 , 若 是非零向量,则 与 平行的充要条件是
复习2:已知直线AB,点O是直线AB外一点,若 ,试判断A,B,P三点是否共线?
二、新课导学
※学习探究
探究任务一:空间向量的共面
问题:空间任意两个向量不共线的两个向量 有怎样的位置关系?空间三个向量又有怎样的位置关系?
(1)|λa|=.
(2)当λ>0时,λa与A.;
当λ<0时,λa与A.;
当λ=0时,λa=.
3. 向量加法和数乘向量,以下运算律成立吗?
加法交换律:a+b=b+a
加法结合律:(a+b)+c=a+(b+c)
数乘分配律:λ(a+b)=λa+λb
二、知识点讲解
探究任务一:空间向量的相关概念
问题: 什么叫空间向量?空间向量中有零向量,单位向量,相等向量吗?空间向量如何表示?
B. 若 与 是相反向量,则∣ ∣=∣ ∣;
C. 空间向量的减法满足结合律;
D. 在四边形ABCD中,一定有 .
2. 长方体 中,化简 =
3. 已知向量 , 是两个非零向量, 是与 , 同方向的单位向量,那么下列各式正确的是( )
A. B. 或
C. D. ∣ ∣=∣ ∣
4. 在四边形ABCD中,若 ,则四边形是( )
学习小结
1. 空间向量基本概念;
2. 空间向量加法、减法、数乘向量及它们的运算律
知识拓展
平面向量仅限于研究平面图形在它所在的平面内的平移,而空间向量研究的是空间的平移,它们的共同点都是指“将图形上所有点沿相同的方向移动相同的长度”,空间的平移包含平面的平移.
当堂检测
1. 下列说法中正确的是( )
A. 若∣ ∣=∣ ∣,则 , 的长度相同,方向相反或相同;
C. 任意两个共线向量相等;
D. 若向量 与 共线,则 .
2. 已知 , ,若 ,求实数
三、总结提升
※学习小结
1. 空间向量的数乘运算法则及它们的运算律;
2. 空间两个向量共线的充要条件及推论.
※知识拓展
平面向量仅限于研究平面图形在它所在的平面内的平移,而空间向量研究的是空间的平移,它们的共同点都是指“将图形上所有点沿相同的方向移动相同的长度”,空间的平移包含平面的平移.
4. 平行六面体 ,O为A C与B D的交点,则 .
5. 在下列命题中:①若a、b共线,则a、b所在的直线平行;②若a、b所在的直线是异面直线,则a、b一定不共面;③若a、b、c三向量两两共面,则a、b、c三向量一定也共面;④已知三向量a、b、c,则空间任意一个向量p总可以唯一表示为p=xa+yb+zc.其中正确命题的个数为 ( ).
复习1:平面向量基本概念:
具有和的量叫向量,叫向量的模(或长度);叫零向量,记着;叫单位向量.叫相反向量, 的相反向量记着.叫相等向量. 向量的表示方法有,,
和共三种方法.
复习2:平面向量有加减以及数乘向量运算:
1. 向量的加法和减法的运算法则有法则和法则.
2. 实数与向量的积:
实数λ与向量a的积是一个量,记作,其长度和方向规定如下:
求证:E,F,G,H四点共面.
变式:已知空间四边形ABCD的四个顶点A,B,C,D不共面,E,F,G,H分别是AB,BC,CD,AD的中点,求证:E,F,G,H四点共面.
小结:空间向量的化简与平面向量的化简一样,加法注意向量的首尾相接,减法注意向量要共起点,并且要注意向量的方向.
※动手试试
练1. 已知 三点不共线,对平面外任一点,满足条件 ,试判断:点 与 是否一定共面?
2. 空间向量共线:
定理:对空间任意两个向量 ( ), 的充要条件是存在唯一实数 ,使得
推论:如图,l为经过已知点A且平行于已知非零向量的直线,对空间的任意一点O,点P在直线l上的充要条件是
试试:已知
,求证:A,B,C三点共线.
反思:充分理解两个向量 共线向量的充要条件中的 ,注意零向量与任何向量共线.
典型例题
例1 已知直线AB,点O是直线AB外一点,若 ,且x+y=1,试判断A,B,P三点是否共线?
变式:已知A,B,P三点共线,点O是直线AB外一点,若 ,那么t=
例2已知平行六面体 ,点M是棱AA 的中点,点G在对角线A C上,且CG:GA =2:1,设 = , ,试用向量 表示向量 .
变式1:已知长方体 ,M是对角线AC 中点,化简下列表达式:
※当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:
1.在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,向量 、 、 是( )
A. 有相同起点的向量 B.等长向量
C.共面向量 D.不共面向量.
2. 正方体 中,点E是上底面 的中心,若 ,
则x=,y=,z=.
3. 若点P是线段AB的中点,点O在直线AB外,则 + .
练2. 已知 , ,若 ,求实数
三、总结提升
※学习小结
1. 空间向量的数乘运算法则及它们的运算律;
2. 空间两个向量共线的充要条件及推论.
※知识拓展
平面向量仅限于研究平面图形在它所在的平面内的平移,而空间向量研究的是空间的平移,它们的共同点都是指“将图形上所有点沿相同的方向移动相同的长度”,空间的平移包含平面的平移.
⑶数乘分配律:λ(A.+b)=λA.+λb.
典型例题
例1 已知平行六面体 (如图),化简下列向量表达式,并标出化简结果的向量:
变式:在上图中,用 表示 和 .
小结:空间向量加法的运算要注意:首尾相接的若干向量之和,等于由起始向量的起点指向末尾向量的终点的向量,求空间若干向量之和时,可通过平移使它们转化为首尾相接的向量.
⑴ + ⑵ - +
2. 如图,平行六面体 中,点 为 与的 的交点, , , ,
则下列向量中与 相等的是( )
A.
B.
C.
D.
空间向量的数乘运算(一)
学习目标
1. 掌握空间向量的数乘运算律,能进行简单的代数式化简;
2. 理解共线向量定理和共面向量定理及它们的推论;
3. 能用空间向量的运算意义及运算律解决简单的立体几何中的问题.
5. 已知平行六面体 ,M是AC与BD交点,若 ,则与 相等的向量是( )
A. ; B. ;
C. ; D. .
课后作业:
空间向量的数乘运算(二)
学习目标
1. 掌握空间向量的数乘运算律,能进行简单的代数式化简;
2. 理解共线向量定理和共面向量定理及它们的推论;
3. 能用空间向量的运算意义及运算律解决简单的立体几何中的问题.
新知:共面向量:同一平面的向量.
2. 空间向量共面:
定理:对空间两个不共线向量 ,向量 与向量 共面的充要条件是存在, 使得.
推论:空间一点P与不在同一直线上的三点A,B,C共面的充要条件是:
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