§8.6空间向量及其加减、数乘和数量积运算1.空间向量的有关概念(1)空间向量:在空间,我们把具有________和________的量叫做空间向量.(2)零向量:规定______________的向量叫做零向量.(3)单位向量:________的向量称为单位向量.(4)相反向量:与向量a__________________的向量,称为a的相反向量,记为-a.(5)相等向量:________________的向量称为相等向量.(6)空间向量的加法运算满足交换律及结合律:a+b=________;(a+b)+c=______________.2.空间向量的数乘运算(1)向量的数乘:实数λ与空间向量a的乘积λa仍然是一个向量,称为向量的数乘.①当λ____0时,λa与向量a方向相同;当λ____0时,λa与向量a方向相反.②λa的长度是向量a的长度的______倍.(2)空间向量的数乘运算满足分配律及结合律:①分配律:λ(a+b)=____________.②结合律:λ(μa)=________.(3)共线向量:如果表示空间向量的有向线段所在的直线________________,则这些向量叫做共线向量或平行向量.(4)共线向量定理:对空间任意两个向量a,b,a∥b的充要条件是_________________.(5)空间直线l的方向向量:和直线l________的非零向量a叫做直线l的方向向量.(6)空间直线的向量表示:l为经过已知点A且平行于已知非零向量a的直线,对空间任意一点O,点P在直线l上的充要条件是_____________________,特别地,如果a=AB,则上式可以化为OP=OA+tAB,或__________________,这也是空间三点A,B,P共线的充要条件.(7)共面向量:________________的向量叫做共面向量.(8)空间共面向量定理:如果两个向量a,b不共线,那么向量p与向量a,b共面的充要条件是________________________________.推论:对空间任意一点O和不共线的三点A,B,C,满足向量关系式__________________________,其中__________,则点P与点A,B,C共面.3.空间向量的数量积运算(1)空间向量的数量积:已知两个非零向量a,b,则__________________叫做a,b的数量积,记作a·b,通常规定,0≤〈a,b〉≤π.对于两个非零向量a,b,a⊥b⇔______________.(2)空间零向量与任何向量的数量积为______.(3)a·a=cos〈a,a〉=______.(4)空间向量的数量积满足如下的运算律:①·b=__________;②a·b=__________(交换律);③a·=________________(分配律).自查自纠1.(1)大小方向(2)长度为0(3)模为1(4)长度相等而方向相反(5)方向相同且模相等(6)b+aa+(b+c)2.(1)①><②(2)①λa+λb②a(3)互相平行或重合(4)存在实数λ,使a=λb(5)平行(6)存在实数t,使OP=OA+taOP=OA+tOB(7)平行于同一个平面(8)存在惟一的有序实数对(x,y),使p=xa+ybOP=xOA+yOB+zOCx+y+z=13.(1)cos〈a,b〉a·b=0(2)0(3)2(4)①λ②b·a③a·b+a·c在长方体ABCDA1B1C1D1中,BA+BC+DD1=()A.D1B1B.D1BC.DB1D.BD1解:BA+BC+DD1=CD+BC+DD1=BD+DD1=BD1,故选D.平行六面体ABCDA1B1C1D1中,M为AC和BD的交点,若AB=a,AD=b,AA1=c,则下列式子中与B1M相等的是()A.-a+b+cB.a+b-cC.-a+b-cD.-a-b+c解:B1M=B1B+BM=-c+BD=-c+(b-a)=-a+b-c,故选C.如图所示,已知空间四边形OABC,OB=OC,且∠AOB=∠AOC=,则cos〈OA,BC〉的值为()A.0B.C.D.解:设OA=a,OB=b,OC=c,由已知条件〈a,b〉=〈a,c〉=,且|b|=|c|,OA·BC=a·(c-b)=a·c-a·b=|a||c|-|a||b|=0,∴cos〈OA,BC〉=0.故选A.如图,在四面体OABC中,OA=a,OB=b,OC=c,D为BC的中点,E为AD的中点,则OE=__________(用a,b,c表示).解:OE=OA+OD=OA+OB+OC=a+b+c.故填a+b+c.有下列命题:①若p=xa+yb,则p与a,b共面;②若p与a,b共面,则p=xa+yb;③若MP=xMA+yMB,则P,M,A,B共面;④若P,M,A,B共面,则MP=xMA+yMB.其中命题正确的是________(写出所有正确命题的编号).解:①正确;②中若a,b共线,p与a不共线,则p=xa+yb不成立,②错误;③正确;④中若M,A,B共线,点P不在此直线上,则MP=xMA+yMB不成立,④错误.故填①③.类型一空间向量的运算如图,平行六面体ABCDA1B1C1D1中,AB=a,AD=b,AA1=c,E为A...