第58讲空间向量运算及其应用夯实基础【p132】【学习目标】1.了解空间直角坐标系,会用空间直角坐标表示点的位置,会推导空间两点间的距离公式.2.理解空间向量的概念,理解空间向量的基本定理及其意义,掌握空间向量的正交分解及其坐标表示.3.掌握空间向量的线性运算及其坐标表示.4.掌握空间向量的数量积及其坐标表示,能运用向量的数量积判断向量的共线与垂直.【基础检测】1.若a=(2x,1,3),b=(1,-2y,9),如果a与b为共线向量,则()A.x=1,y=1B.x=,y=-C.x=,y=-D.x=-,y=【解析】 a=(2x,1,3)与b=(1,-2y,9)共线,故有==.∴x=,y=-.【答案】C2.已知向量a=(1,0,-1),则下列向量中与a成60°夹角的是()A.(-1,1,0)B.(1,-1,0)C.(0,-1,1)D.(-1,0,1)【解析】不妨设向量为b=(x,y,z),A.若b=(-1,1,0),则cosθ===-≠,不满足条件.B.若b=(1,-1,0),则cosθ===,满足条件.C.若b=(0,-1,1),则cosθ===-≠,不满足条件.D.若b=(-1,0,1),则cosθ===-1≠,不满足条件.【答案】B3.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,点M,N分别是面对角线A1B与B1D1的中点,若DA=a,DC=b,DD1=c,则MN=()A.(c+b-a)B.(a+b-c)C.(a-c)D.(c-a)【解析】根据向量的线性运算MN=MA1+A1N=BA1+A1C1=(BA+AA1)+(A1B1+B1C1)=(-b+c)+(b-a)=(c-a).【答案】D4.已知A,B,C三点不共线,O为平面ABC外任一点,若由OP=OA+OB+λOC确定的一点P与三点A,B,C共面,则λ=________.【解析】由题意A,B,C三点不共线,点O是平面ABC外一点,若由向量OP=OA+OB+λOC确定的点P与A,B,C共面,则++λ=1,解得λ=.【答案】5.△ABC的三个顶点分别是A(1,-1,2),B(5,-6,2),C(1,3,-1),则AC边上的高BD长为__________.【解析】设AD=λAC,O为坐标原点,则OD=OA+λAC=(1,-1,2)+λ(0,4,-3)=(1,-1+4λ,2-3λ),所以BD=OD-OB=(-4,5+4λ,-3λ),因为BD⊥AC,所以BD·AC=0+4(5+4λ)+9λ=0,解得λ=-,所以BD=,所以|BD|==5.【答案】5【知识要点】1.空间向量的有关概念(1)在空间中,我们把具有__大小__和__方向__的量叫做空间向量,向量的大小叫做向量的__模或长度__,用__|a|__表示,长度为零的向量叫做零向量,记为__0__;模为__1__的向量叫做单位向量.(2)长度相等且方向相同的向量叫做__相等向量__,一个向量在空间平移到任何位置,仍与原来的向量__相等__.2.空间向量的加、减法法则和运算律(1)向量加法运算法则是__平行四边形__法则或__三角形__法则,即①加法法则:OB=OA+AB;②减法法则:BA=OA-OB.(2)运算法则:①加法交换律:a+b=__b+a__;②加法结合律:(a+b)+c=__a+(b+c)__.(3)线段AB的中点公式:设O是空间任意一点,点P是线段AB的中点,则OP=__(OA+OB)__.3.向量的数乘运算(1)实数λ与空间向量a的乘积λa仍是一个向量,称为向量的__数乘运算__,向量λa的长度为__|λa|__,当λ>0时与a同向,当λ<0时与a反向.(2)运算法则:①数乘分配律:λ(a+b)=__λa+λb__;②数乘结合律:λ(μa)=__(λμ)a__.4.平行向量(共线向量)(1)如果表示空间向量的有向线段所在的直线互相__平行或重合__,则这些向量叫做共线向量或平行向量.a平行于b记作a∥b.(2)共线向量定理:对空间任意两个向量a(a≠0),b,a∥b的充要条件是存在唯一的实数λ使得b=__λa__.5.向量与平面平行(1)如果表示向量a的有向线段所在直线与平面α__平行__或a在α平面__内__,我们就说向量a平行于平面α,记作a∥α.(2)共面向量:我们把平行于同一__平面__的向量叫做共面向量.(3)共面向量定理:如果两个向量a,b不共线,则向量p与向量a,b共面的充要条件是存在唯一的实数对x,y,使得p=__xa+yb__.6.空间向量基本定理(1)基本定理:如果三个向量a,b,c不共面,那么对空间任一向量p,存在有序实数组{x,y,z},使p=__x__a+y__b+z__c__.(2)三个向量a,b,c不共面,我们把{a,b,c}叫做空间的一个__基底__,a,b,c都叫做__基向量__.7.空间两向量的数量积(...