空间向量的坐标表示 [本周重点]:空间右手直角坐标系,向量的坐标运算,夹角公式,距离公式。 [本周难点]:向量坐标的确定以及夹角公式,距离公式的应用。 [知识要点]: 一、空间直角坐标系中空间向量的直角坐标表示 在空间直角坐标系O一xyz中,以 为单位正交基底, 对空间任一点A,对应向量 ,存在唯一一组有序实数组 x、y、z,使 ,则在空间直角坐标系中,点A 的坐标为(x,y,z),其中 x 叫做点A 的横坐标;y 叫做点A 的纵坐标;z 叫做点A 的竖坐标. 向量 的坐标为(x,y,z)。 (1)空间直角坐标系是在仿平面直角坐标系的基础上,选取空间任意一点O 和一个单位正交基底 ( 按右手系排列)建立的坐标系,做题选择坐标系时,应注意点O 的任意性,原点O的选择要便于解决问题,既有利于作图直观性,又要尽可能使各点的坐标为正。 (2)空间任一点P 的坐标确定的办法如下:作 P 在 XOY 平面上的射影点 ,求出 在XOY 平面内的坐标 (x,y,0),求出 并确定符号即 z,得坐标P(x,y,z)。 二、空间向量的直角坐标运算: 设 则 (1) + =(a1+b1,a2+b2,a3+b3); (2) - =(a1-b1,a2-b2,a3-b3); (3) =a1b1+a2b2+a3b3. (4) // 或 . (5) a1b1+a2b2+a3b3=0. (6)A(x1,y1,z1),B(x2,y2,z2),则 三、夹角和距离公式: 1、向量 与 的夹角:设 则 . 注意: (1)夹角公式可以根据数量积的定义推出: ,其中 θ 的范围是 (2) 用此公式求异面直线所成角等角度时,要注意这些角度与 θ 的关系(相等,互余,互补)。 2、两点距离公式:设 A(x1,y1,z1),B(x2,y2,z2)为空间两点,则 两点间距离公式是模长公式的推广,首先根据向量的减法推出向量 的坐标表示,然后再用模长公式推出。 3、平面的法向量:如果表示向量 的有向线段所在的直线垂直于平面 α,则称这个向量垂直于平面 α,记作 .如果 ,那么向量 叫做平面 α 的法向量 四、利用向量的坐标理论完成解题的程序: 建立空间直角坐标系 O-xyz,对空间图形中的向量 进行量化处理,用坐标(x,y,z)进行表示.利用坐标运算与图形的数量关系、位置关系之间的对应,完成解题过程. 重点例题讲解: 例1 .已知空间三点A(—2,0,2),B(—1,1,2),C(—3,0,4)。设 (Ⅰ)求 (Ⅱ)若向量 与 互相垂直,求 k 的值。 分析: (Ⅰ)利用数量积定义求 cos ,再求 ; (Ⅱ)先求出 与 坐标表示,利用数量积为 0 求 k 解: (...