2019-2020年高中數(shù)學(xué) 第3章 空間向量與立體幾何 1.3空間向量基本定理 蘇教版選修2-1.doc
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2019-2020年高中數(shù)學(xué) 第3章 空間向量與立體幾何 1.3空間向量基本定理 蘇教版選修2-1 課時(shí)目標(biāo) 1.掌握空間向量基本定理.2.能正確選擇合適基底,并正確表示空間向量. 1.空間向量基本定理 如果三個(gè)向量e1,e2,e3不共面,那么對(duì)空間任一向量p,存在惟一的有序?qū)崝?shù)組(x,y,z),使得______________________. 由此可知,如果三個(gè)向量e1,e2,e3不共面,那么空間的每一個(gè)向量組成的集合就是________________________________.這個(gè)集合可看作是由向量e1,e2,e3生成的,我們把__________叫做空間的一個(gè)基底,____________都叫做基向量.空間任何三個(gè)不共面的向量都可構(gòu)成空間的一個(gè)基底. 2.正交基底與單位正交基底 如果空間一個(gè)基底的三個(gè)基向量是______________,那么這個(gè)基底叫做正交基底,當(dāng)一個(gè)正交基底的三個(gè)基向量都是______________時(shí),稱這個(gè)基底為單位正交基底,通常用____________表示. 3.推論 設(shè)O,A,B,C是__________的四點(diǎn),則對(duì)空間任意一點(diǎn)P,都存在惟一的有序?qū)崝?shù)組(x,y,z),使得______________________. 一、填空題 1.若存在實(shí)數(shù)x、y、z,使=x+y+z成立,則下列判斷正確的是________.(寫出正確的序號(hào)) ①對(duì)于某些x、y、z的值,向量組{,,}不能作為空間的一個(gè)基底; ②對(duì)于任意的x、y、z的值,向量組{,,}都不能作為空間的一個(gè)基底; ③對(duì)于任意的x、y、z的值,向量組{,,}都能作為空間的一個(gè)基底; ④根據(jù)已知條件,無(wú)法作出相應(yīng)的判斷. 2.設(shè)O-ABC是四面體,G1是△ABC的重心,G是OG1上的一點(diǎn),且=x+y+z,則(x,y,z)為_(kāi)___________. 3.在以下3個(gè)命題中,真命題的個(gè)數(shù)是________. ①三個(gè)非零向量a,b,c不能構(gòu)成空間的一個(gè)基底,則a,b,c共面; ②若兩個(gè)非零向量a,b與任何一個(gè)向量都不能構(gòu)成空間的一個(gè)基底,則a,b共線; ③若a,b是兩個(gè)不共線向量,而c=λa+μb(λ,μ∈R且λμ≠0),則{a,b,c}構(gòu)成空間的一個(gè)基底. 4.若{a,b,c}是空間的一個(gè)基底,則下列各組中能構(gòu)成空間一個(gè)基底的是________.(寫出符合要求的序號(hào)) ①a,2b,3c; ②a+b,b+c,c+a; ③a+2b,2b+3c,3a-9c; ④a+b+c,b,c. 5.已知點(diǎn)A在基底{a,b,c}下的坐標(biāo)為(8,6,4),其中a=i+j,b=j(luò)+k,c=k+i,則點(diǎn)A在基底{i,j,k}下的坐標(biāo)是______________. 6.下列結(jié)論中,正確的是________.(寫出所有正確的序號(hào)) ①若a、b、c共面,則存在實(shí)數(shù)x,y,使a=xb+yc; ②若a、b、c不共面,則不存在實(shí)數(shù)x,y,使a=xb+yc; ③若a、b、c共面,b、c不共線,則存在實(shí)數(shù)x,y,使a=xb+yc; ④若a=xb+yc,則a、b、c共面. 7.如圖所示,空間四邊形OABC中,=a,=b,=c,點(diǎn)M在OA上且OM=MA,BN=NC,則=__________________. 8.命題:①若a與b共線,b與c共線,則a與c共線;②向量a、b、c共面,則它們所在的直線也共面;③若a與b共線,則存在惟一的實(shí)數(shù)λ,使b=λa.上述命題中的真命題的個(gè)數(shù)是________. 二、解答題 9.已知向量{a,b,c}是空間的一個(gè)基底,那么向量a+b,b+c,c+a能構(gòu)成空間的一個(gè)基底嗎?為什么? 10. 如圖所示,在長(zhǎng)方體ABCD—A1B1C1D1中,O為AC的中點(diǎn). (1)化簡(jiǎn):--; (2)設(shè)E是棱DD1上的點(diǎn)且=,若=x+y+z,試求x、y、z的值. 能力提升 11. 如圖所示,已知平行六面體ABCD—A′B′C′D′. 求證:++=2. 12.如圖所示,空間四邊形OABC中,G、H分別是△ABC、△OBC的重心,設(shè)=a,=b,=c,試用向量a、b、c表示向量. 1.空間的一個(gè)基底是空間任意三個(gè)不共面的向量,空間的基底可以有無(wú)窮多個(gè).一個(gè)基底是不共面的三個(gè)向量構(gòu)成的一個(gè)向量組,一個(gè)基向量指一個(gè)基底的某一個(gè)向量. 2.利用向量解決立體幾何中的一些問(wèn)題時(shí),其一般思路是將要解決的問(wèn)題用向量表示,用已知向量表示所需向量,對(duì)表示出的所需向量進(jìn)行運(yùn)算,最后再將運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)化為要解決的問(wèn)題. 3.1.3 空間向量基本定理 知識(shí)梳理 1.p=xe1+ye2+ze3 {p|p=xe1+ye2+ze3,x,y,z∈R} {e1,e2,e3} e1,e2,e3 2.兩兩互相垂直 單位向量 {i,j,k} 3.不共面?。絰+y+z 作業(yè)設(shè)計(jì) 1.① 解析 當(dāng),,共面時(shí),則,,共面,故不能構(gòu)成空間的一個(gè)基底. 2.(,,) 解析 因?yàn)椋剑?+) =+[(+)] =+[(-)+(-)] =++, 而=x+y+z, 所以x=,y=,z=. 3.2 解析 命題①,②是真命題,命題③是假命題. 4.①②④ 解析 ∵-3(a+2b)+3(2b+3c)+(3a-9c)=0, ∴3a-9c=3(a+2b)-3(2b+3c), 即三向量3a-9c,a+2b,2b+3c共面. 5.(12,14,10) 解析 設(shè)點(diǎn)A在基底{a,b,c}下對(duì)應(yīng)的向量為p, 則p=8a+6b+4c=8i+8j+6j+6k+4k+4i =12i+14j+10k,故點(diǎn)A在基底{i,j,k}下的坐標(biāo)為(12,14,10). 6.②③④ 解析 要注意共面向量定理給出的一個(gè)充要條件.所以第②個(gè)命題正確.但定理的應(yīng)用又有一個(gè)前提:b、c是不共線向量,否則即使三個(gè)向量a、b、c共面,也不一定具有線性關(guān)系,故①不正確,③④正確. 7.-a+b+c 8.0 9.解 假設(shè)a+b,b+c,c+a共面, 則存在實(shí)數(shù)λ、μ使得a+b=λ(b+c)+μ(c+a), ∴a+b=λb+μa+(λ+μ)c. ∵{a,b,c}為基底,∴a,b,c不共面. ∴此方程組無(wú)解. ∴a+b,b+c,c+a不共面. ∴{a+b,b+c,c+a}可以作為空間的一個(gè)基底. 10.解 (1)∵+=, ∴--=-(+)=-=-=. (2)∵=+=+ =+(+) =++ =--, ∴x=,y=-,z=-. 11.證明 因?yàn)槠叫辛骟w的六個(gè)面均為平行四邊形, 所以=+,=+, =+. 所以++ =(+)+(+)+(+) =2(++). 又因?yàn)椋?,=? 所以++=++ =+=, 故++=2. 12.解?。剑撸?, ∴=(+)=(b+c), =+=+ =+(-) =+(+) =a+(b+c), ∴=(b+c)-a-(b+c)=-a, 即=-a.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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