空间向量基本定理
学习目的:
⒈了解空间向量基本定理及其推论;
⒉理解空间向量的基底、基向量的概念.理解空间任一向量可用空间不共面的三个已知向量唯一线性表出
⒊学会用发展的眼光看问题,认识到事物都是在不断的发展、变化的,会用联系的观点看待事物. 学习重点:向量的分解(空间向量基本定理及其推论) 学习难点:空间作图. 学习过程:
一、复习引入: 1.空间向量的概念: 2.空间向量的运算 3.平面向量共线定理 4.共线向量
如果 ,
则这些向量叫做共线向量或平行向量.a 平行于b 记作b a
//.
当我们说向量a 、b 共线(或a //b )时,表示a 、b
的有向线段所在的直线可能是同一直
线,也可能是平行直线.
5.共线向量定理: .
6.向量与平面平行: .
7.共面向量定理:
. 二、讲解新课:
1.空间向量基本定理:
证明:(存在性)
(唯一性)
说明:
(1)若三向量123,,e e e 不共面,则所有空间向量组成的集合是123,,}{|,e e e x y z R p p x y z ∈=++,这个集合可以看作由向量123,,e e e 生成的,所以我们把123,,{}e e e 叫做空间的一个基底,123,,e e e 叫做基向量; (2)空间任意三个不共面的向量都可以构成空间的一个基底;
(3)若空间一个基底的三个基向量是两两互相垂直,那么这个基底叫做正交基底.特别地,当一个正交基底的三个基向量都是单位向量时,称这个基底为单位正交基底,通常用,,{}i j k 表示. 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
OP xOA yOB zOC =++
三、讲解范例:
例1、在正方体'''B D CA OADB -中,点E 是AB 与OD 的交点,M 是'OD 与CE 的交点,试 分别用向量OC OB OA ,,表示向量.,'OM OD
例2、已知空间四边形OABC ,其对角线,OB AC ,,M N 分别是对边,OA BC 的中点,点G 在线段MN 上,且2MG GN =,用基底向量,,OA OB OC 表示向量OG ,MG
例3、如图,在平行六面体ABCD A B C D ''''-中,,,E F G 分别是,,A D D D D C '''''的中点,请选择
恰当的基底向量证明: (1)//EG AC (2)平面//EFG AB C '平面
四、课堂练习:课本88页练习
五、课堂小结 :空间向量基本定理也成为空间向量分解定理,它与平面向量基本定理类似,区别仅在于基底中多了一个向量,从而分解结果中多了一“项”.证明的思路、步骤也基本相同.空间向量基本定理的推论意在用分解定理确定点的位置,它对于今后用向量方法解几何问题很有用,也为今后学习空间向量的直角坐标运算作准备. 六、作业 1:
1.点O ,A ,B ,C 为空间不共面的四点,又OA →,OB →,OC →
为空间的一个基底,则下列命题中,正确的是
(1)O ,A ,B ,C 四点不共线 (2)O ,A ,B ,C 四点共面,但不共线 (3)O ,A ,B ,C 中任意三点不共线 (4) O ,A ,B ,C 四点不共线。
2.向量组{a →,b →,c →}为空间的一个基底,若存在实数x ,y ,z ,使得 x a → +y b → +z c → =0→
,则必有x +y +z = 。
3.已知向量组{a →,b →,c →}为空间的一个基底,若向量x a → +y b → +c →与a → +x b → +y c →
共线, 则x= ,y= 。
4.在空间平移△ABC 到△A'B'C',连接对应顶点,设AA'→=a →,AB →=b →,AC →=c →
,M 是BC'的中点,N 是B'C'的中点,用基底{a →,b →,c →}表示向量MN →
等于
5.已知O ,A ,B ,C 为空间不共面的四点,且向量a →=OA →+OB →+OC →,向量b →=OA →+OB →−OC →,则与a →
,b →能构成空间基底的向量 (1)OA → (2)OB → (3)OC → (4)OA →或OB → 6.设向量{a →,b →,c →
}是空间的一个基底,设+=+=+=,,,给出下列向量组: },,){4(},,,){3(},,,){2(},,,){1(c b a y x z c b z y x x b a ++,可以构成空间的基底的向量有 个。
7.已知{e 1→,e 2→,e 3→}为空间的一个基底,且OP →= 2e 1→−e 2→+3e 3→,OA →= e 1→+2e 2→−e 3→,OB →= −3e 1→+e 2→+2e 3→,OC →= e 1→+e 2→−e 3→。
(1)判断P ,A ,B ,C 四点是否共面;
(2)能否以{OA →,OB →,OC →
}作为空间的一个基底?若不能,说明理由; 若能,试用这一基底表示向量OP →。