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1、
3.1.3 空間向量基本定理
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
2、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{,
3、,}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____________.
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
4、(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
5、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;
- 2 - / 7
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
6、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,在長方體ABCD—A1B1C1D1中,O為AC的中點(diǎn).
(1)化簡:--;
(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
7、 、△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題時(shí),其一般思路是將要解決的問題用向量表示,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,
8、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 =x+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.(1
9、2,14,10)
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
10、)c.
∵{a,b,c}為基底,∴a,b,c不共面.
∴此方程組無解.
∴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.
希望對(duì)大家有所幫助,多謝您的瀏覽!