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空间几何中的向量方法

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第一讲:空间几何中的向量方法---------坐标运算与法向量 一、空间向量的坐标运算 1. 若123( ,,)aa a a,123( ,,)bb b b,则 (1)112233(,,)abab ab ab; (2)112233(,,)abab ab ab; (3)123(,,),aaaaR; (4)1 1223 3a ba ba ba b; (5)112233//,,,(0,)abab ab abbR; (6)1 1223 30aba ba ba b; (7)222123aa aaaa; (8)1 12 23 3222222123123cos,a ba ba ba ba ba baaabbb. 例 1 已知(2, 3,5),( 3,1, 4),ab 求,,8 ,,ab aba a b的坐标. 2.若111222(,,),(,,),A x y zB xyz则212121(,,)ABxx yy zz 练习 1: 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,且 PA=AD=1,求向量MN 的坐标. 二、空间直角坐标系中平面法向量的求法 1、 方程法 利用直线与平面垂直的判定定理构造三元一次方程组,由于有三个未知数,两个方程,要设定一个变量的值才能求解,这是一种基本的方法,容易接受,但运算稍繁,要使法向量简洁,设值可灵活,法向量有无数个,他们是共线向量,取一个就可以。 例1 已知(2, 2,1),(4,5,3),ABAC求平面 ABC 的法向量。 解:设( , , )nx y z,则由,,nAB nAC得=0=0n ABn AC  即220453 =0xyzxyz 不妨设1z  ,得12=-1xy , 取1( , 1,1)2n  2 .矢量积公式 111111111222222222( ,,),(,,),,,,yzxzxyax y zbxyza byzxzxy其中行列式111 22 1,22yzy zy zyz 法向量取与向量a b共线的即可。 用这一方法解答例1,先把平面内的两个向量坐标对齐写(2,2,1)(4,5,3)ab  蒙住第一列,把后两列看成一个二阶行列式,计算2 3 1 51   就是向量a b的x 坐标,蒙住第二列,把前后两列看成一个二阶行列式,计算[2 34 1]2    ,作为a b的y 坐标,蒙住第三列,把前两列看成一个二阶行列式,计算2 54 22  作为z 坐标,所以 (1, 2,2)ab,可以取(1, 2,2)n ,它与前面方程法求得的1( , 1,1)2n 是共线向量。 优点:操作步骤清晰,容易记住,开始觉得不习惯,多练几次后,速度快...

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