3空间向量的概念及运算【考纲要求】1、空间直角坐标系①了解空间直角坐标系,会用空间直角坐标表示点的位置
②会推导空间两点间的距离公式
2、空间向量的概念及运算①了解空间向量的概念,了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
②掌握空间向量的线性运算及其坐标表示
③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
【基础知识】1、共线向量定理如果向量为非零的向量,那么向量与向量共线的充要条件是有且只有一个实数,使得;2、共面向量定理如果两个向量不共线,与向量共面的充要条件是存在实数使3、空间向量基本定理如果三个向量不共面,那么对于空间任意一个向量,存在一个唯一的有序实数组使
我们把叫做空间的一个基底,其中叫基向量
4、空间直角坐标若为有公共起点的三个两两垂直的单位向量,分别以的方向为轴,轴,轴的正方向建立空间直角坐标系,有序实数组使得,我们把称作向量在单位正交基底下的坐标,记作5、空间直角坐标运算(1)设=,=,则=
(2)设=,=,则=
(3)设=,=,则(4)设,,则
(5)设=,=,则(6)设=,=,则(7)设=则(8)设=,=,为向量与的夹角,则6、结论四点共面【例题精讲】例1如图所示,直三棱柱ABC-A1B1C1中,|C1C|=|CB|=|CA|=2,AC⊥CB,D、E分别是棱AB、B1C1的中点,F是AC的中点,求DE、EF的长度.解:以点C为坐标原点,CA、CB、CC1所在直线为x轴、y轴、z轴,建立如图所示的空间直角坐标系. |C1C|=|CB|=|CA|=2,∴C(0,0,0),A(2,0,0),B(0,2,0),C1(0,0,2),B1(0,2,2),由中点坐标公式可得,D(1,1,0),E(0,1,2),F(1,0,0),∴|DE|==,|EF|==
例2已知A(1,2,-1),B(2,0,2).(1)