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空间向量的坐标运算

空间向量的坐标运算
空间向量的坐标运算

课 题:9 6空间向量的直角坐标及其运算 (一)

教学目的:

⒈掌握空间右手直角坐标系的概念,会确定一些简单几何体(正方体、长方体)的顶点坐标;

⒉掌握空间向量坐标运算的规律;

3.会根据向量的坐标,判断两个向量共线或垂直;

4.会用中点坐标公式解决有关问题

教学重点:空间右手直角坐标系,向量的坐标运算 教学难点:空间向量的坐标的确定及运算 授课类型:新授课 课时安排:1课时

教 具:多媒体、实物投影仪 内容分析:

本节有两个知识点:向量和点的直角坐标及向量的坐标运算、夹角和距离公式这一小节,去掉基底,使空间一个向量对应一个三维数组,这样使向量运算更加方便在上一小节已学习向量运算的基础上,把向量运算完全坐标化,对学生已不会感到抽象和困难在第2个知识点中,我们给出空间解析几何两个最基本的公式:夹角和距离公式在这个知识点中,作为向量坐标计算的例题,还顺便证明了直线与平面垂直的“性质定理”间解析几何、高维向量和矩阵打下基础

要求学生理解空间向量坐标的概念,掌握空间向量的坐标运算,掌握两点的距离公式掌握直线垂直于平面的性质定理 教学过程:

一、复习引入:

1平面向量的坐标表示

分别取与x 轴、y 轴方向相同的两个单位向量i 、j 作为基底任作一个向量a

,由平面向

量基本定理知,有且只有一对实数x 、y ,使得j y i x a

+=

把),(y x 叫做向量a 的(直角)坐标,记作),(y x a =

其中x 叫做a 在x 轴上的坐标,y 叫做a

在y 轴上的坐

标, 特别地,)0,1(=i

,)1,0(=j ,0,0(0= 2.平面向量的坐标运算

若),(11y x a =

,),(22y x b = ,

则b a +),(2121y y x x ++=,b a -),(2121y y x x --=,),(y x a λλλ=

若),(11y x A ,),(22y x B ,则()1212,y y x x --=

3.a ∥b (b

≠0)的充要条件是x 1y 2-x 2y 1=0

4平面两向量数量积的坐标表示

已知两个非零向量),(11y x a = ,),(22y x b = ,试用a 和b 的坐标表示b a

?

设i 是x 轴上的单位向量,j

是y 轴上的单位向量,那么

j y i x a

11+=,j y i x b 22+=

所以))((2211j y i x j y i x b a

++=?2211221221j y y j i y x j i y x i x x +?+?+=

又1=?i i ,1=?j j ,0=?=?i j j i

所以b a

?2121y y x x +=

这就是说:两个向量的数量积等于它们对应坐标的乘积的和 5.平面内两点间的距离公式

(1)设),(y x a = ,则222||y x a += 或

||a =

(2)如果表示向量a

的有向线段的起点和终点的坐标分别为),(11y x 、),(22y x ,那么

221221)()(||y y x x a -+-=

(平面内两点间的距离公式)

6.向量垂直的判定

设),(11y x a =

,),(22y x b = ,则b a ⊥ ?02121=+y y x x

7.两向量夹角的余弦(πθ≤≤0)

cos <a ,b >= c o s θ=||||b a b

a

??

8.空间向量的基本定理:若{,,}a b c 是空间的一个基底,p 是空间任意一向量,存在唯一的实数组,,x y z 使p xa yb zc =++. 二、讲解新课:

1 空间直角坐标系:

(1)若空间的一个基底的三个基向量互相垂直,且长为1,这个基底叫单位正交基底,用{,,}i jk 表示;

(2)在空间选定一点O 和一个单位正交基底{,,}i j k ,以点O 为原点,分别以,,i j k 的方向为正方向建立三条数轴:x 轴、y 轴、z 轴,它们都叫坐标轴.我们称建立了一个空间直角坐标系O xyz -,点O 叫原点,向量 ,,i j k 都叫坐标向量.通过每两个坐标轴的

平面叫坐标平面,分别称为xOy 平面,yOz 平面,zOx 平面;

(3)作空间直角坐标系O xyz -时,一般使135xOy ∠=(或45),90yOz ∠=; (4)在空间直角坐标系中,让右手拇指指向x 轴的正方向,食指指向y 轴的正方向,如果中指指向z 轴的正方向,称这个坐标系为右手直角坐标系为右手直角坐标系

2.空间直角坐标系中的坐标:

如图给定空间直角坐标系和向量a ,设,,i j k 量,

则存在唯一的有序实数组123(,,)a a a ,使

12

3a a i

a j a

k =++, 有序实数组123(,,)a a a 叫作向量a 在空间直角坐标系O xyz - 中的坐标,记作123(,,)a a a a =.

在空间直角坐标系O xyz -中,对空间任一点A ,存在唯一 的有序实数组(,,)x y z ,使O A x i y j zk

=++,有序实数组(,,)x y z 叫作向量A 在空间直角

坐标系O xyz -中的坐标,记作(,,)A x y z ,x 叫横坐标,y 叫纵坐标,z 叫竖坐标. 3.空间向量的直角坐标运算律: (1)若123(,,)a a a a =,123(,,)b b b b =, 则112233(,,)a b a b a b a b +=+++,

112233(,,)a b a b a b a b -=---,

123(,,)()a a a a R λλλλλ=∈,

112233a b a b a b a b ?=++,

112233//,,()a b a b a b a b R λλλλ?===∈, 1122330a b a b a b a b ⊥?++=.

(2)若111(,,)A x y z ,222(,,)B x y z ,

A 则212121(,,)A

B x x y y z z =---.

一个向量在直角坐标系中的坐标等于表示这个向量的有向线段的终点的坐标减去起点的坐标

三、讲解范例:

例1 已知(2,3,5)a =-,(3,1,4)b =--,求a b +,a b -,||a ,8a ,a b ?.

解:(2,3,5)(3,1,4)(1,2,1)a b +=-+--=--,

(2,3,5)(3,1,4)(5,4,9)a b -=

----=-,

2||2(a =+=

88(2,3,5)(16,24,40)a =-=-, (2,3,5)(3,1,4)29a b ?=-?--=-.

例2.求点(2,3,1)A --关于xOy 平面,zOx 平面及原点O 的对称点解:∵(2,3,1)A --在xOy 平面上的射影(2,3,0)C -在zOx 平面上的射影为(2,0,1)B -,

∴点(2,3,1A -

-关于x O y 平面的对称点为(2,3,1)'-,

关于zOx 平面及原点O 的对称点分别为(2,3,1)B '-,(2,3,1)A '-.

例3.在正方体1111ABCD A B C D -中,,E F 分别是1,BB CD 的中点,求证1D F ⊥平面

ADE .

证明:不妨设已知正方体的棱长为1个单位长度,设DA i =,DC j =,1DD k =, 分别以,,i j k 为坐标向量建立空间直角坐标系O xyz -, 则(1,0,0)AD =-,11

(0,

,1)2

D F =-, 11

(1,0,0)(0,,1)02

AD D F ?=-?-=,

∴1D F AD ⊥,

又1(0,1,)2AE =,111(0,1,)(0,,1)022

AE D F ?=?-=, ∴1D F AE ⊥,AD

AE A =,

所以,1D F ⊥平面ADE .

四、课堂练习:

1.已知ABCD -A 1B 1C 1D 1是棱长为2的正方体,E 、F 分别是BB 1和DC 的中点,建立如图所示的空间直角坐标系,试写出图中各点的坐标

分析:要求点E 的坐标,过点E 与x 轴、y 轴垂直的平面

已存在,只要过E 作平面垂直于z 轴交E ‘

点,此时|x|=

||,DA |y|=||,DC |z|='||DE ,当DA 的方向与x 轴正向

相同时,x >0,反之x <0,同理确定y 、z 的符号,这样可求得点E 的坐标解:D(0,0,0),A(2,0,0),B(0,2,0),C(0,0,2),A 1(2,0,2),B 1(2,2,2),C 1(0,2,2),,D 1(0,0,2),E(2,2,1),F(0,1,0)

2.已知a =(2,-3,5),b =(-3,1,-4),求a +b ,a -b ,8a ,a ?b 解:a +b =(2,-3,5)+(-3,1,-4)=(-1,-2,1),

a -

b =(2,-3,5)-(-3,1,-4)=(5,-4,9),

8a =8(2,-3,5)=(16,-24,40),

a ?

b =(2,-3,5)?

(-3,1,-4)=-6+(-3)+(-20)=-29 3. 在正方体要ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E 、F 分别为BB 1、CD 的中点, 求证:D 1F ⊥平面ADE

证明:不妨设已知正方体的棱长为2,

建立如图所示的空间直角坐标系D -xyz ,则

111(2,0,0),(0,1,2),(2,0,0)(0,1,2)0AD D F AD D F D F AD

=-=-?=-?-=∴⊥ 又(0,2,1),AE =

11(0,2,1)(0,1,2)220,

AE D F D F AE ?=?-=-=∴⊥

∴D 1F ⊥AE ,又AD ∩AE =A ,∴D 1F ⊥平面ADE

①本例中坐标系的选取具有一般性,在今后会常用到,这样选取可以使正方体各顶点的坐标均为非负,且易确定

②原点的坐标为(0,0,0),x 轴上的坐标为(x,0,0),y 轴上的坐标为(0,y,0),z 轴上的坐标为(0,0,z).

③要使一向量a =(x,y,z)与z 轴垂直,只要z =0即可要使向量a 与哪一个坐标轴垂直,只要向量a 的相应坐标为0 巩固练习 P 39 练习 1-6

五、小结:

⒈空间右手直角坐标系的概念,会确定一些简单几何体的顶点坐标;

⒉掌握空间向量坐标运算的规律;

3. 会根据向量的坐标,判断两个向量共线或垂直;

4. 会用中点坐标公式解决有关问题

5.用向量坐标法证明或计算几何问题的基本步骤:建系设坐标→向量点的坐标化→向量的直角坐标运算

六、课后作业:

七、板书设计(略)

八、课后记:

教学以单位正交基底建立直角坐标系时,根据前面向量分解定理,引导学生体会从一般到特殊的思想方法在解数学问题中的重要性;

.点的坐标与向量的坐标一般不同,只有表示向量的有向线段的起点是坐标原点时.有向线段终点的坐标与向量的坐标相同.这一点务必向学生讲清楚.;

明确用向量坐标法证明或计算几何问题的基本步骤:建系设坐标→向量点的坐标化→向量的直角坐标运算

空间向量的坐标运算练习

空间向量的坐标运算练 习 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

空间向量的坐标运算——1 1、已知向量b ,a 分别平行于x 、y 轴,则它们的坐标各有什么特点 答:a 的__________________________; b 的________________________________ 2、如果的横坐标为0,其它坐标都不为0,则与哪个坐标平面平行答:_________ 4、点P(2,-3,4)在xoy 面上的射影坐标是___________;在xoz 面上的射影坐标是 ___________; 在yoz 面上的射影坐标是___________ 5、点Q (-3,2,5)关于原点对称的点的坐 标是___________;关于xoz 面对称的点的坐标是__________________ 6、已知A (3,4,5),B (0,2,1),若 AB 5 2OC =,则C 点的坐标是______________ 7、写出与原点距离等于3的点所满足的条件________________________________ 8、已知A(2,0,0),B(6,2,2),C(4,0, 2) A :2 D 3C 4B 6ππππ ::: 9、如图,ABC-A 1B 1C 1是正三棱柱(即底面是正三角形,沿着垂直于底面的向量平移所得到的轨迹),若AB =2,AA 1=4,R 是BB 1的中点,取AB 的中点为原点建立坐标系如图,写出下列向量的坐标: ______________= ______________=______________=A A'

《空间向量运算的坐标表示》说课稿

《空间向量运算的坐标表示》——说课稿 各位评委、老师:大家好! 今天我说课的内容是《空间向量运算的坐标表示》的第一课时,我将从教材分析、教学目标、学生情况、教法学法分析、教学过程、教学效果及反思六个方面来介绍: 一、教材分析 (一)地位和作用 本节课内容选自人教数学选修2-1第三章,这节课是在学生学习了空间向量几何形式及其运算、空间向量基本定理的基础上进一步学习的知识内容,是在学生已经学过的二维的平面直角坐标系的基础上的推广,是《空间向量运算的坐标表示》的第一课时,是以后学习“立体几何中的向量方法”等内容的基础。它将数与形紧密地结合起来。这节课学完后,如把几何体放入空间直角坐标系中来研究,几何体上的点就有了坐标表示,一些题目如两点间距离、异面直线成的角等就可借助于空间向量来解答,所以,这节课对于沟通高中各部分知识,完善学生的认知结构,起到了很重要的作用。 (二)目标的确定及分析 根据新课标和我对教材的理解,结合学生实际水平,从知识与技能;过程和方法;情感态度价值观三个层面出发,我将本课的目标定位以下三个:(1)知识与技能:通过与平面向量类比学习并掌握空间向量加法、减法、数乘、数量积运算的坐标表示以及向量的长度、夹角公式的坐标表示,并能初步应用这些知识解决简单的立体几何问题。(2)过程与方法:①通过将空间向量运算与熟悉的平面向量的运算进行类比,使学生掌握空间向量运算的坐标表示,渗透类比的数学方法;②会用空间向量运算的坐标表示解决简单的立体几何问题,体会向量方法在研究空间图形中的作用,培养学生的空间想象能力和几何直观能力。(3)情感态度价值观:通过提问、讨论、合作、探究等主动参与教学的活动,培养学生主人翁意识、集体主义精神。 (三)重难点的确定及分析 本节课的重点是:空间向量运算的坐标表示,应用向量法求两条异面直线所

空间向量的坐标运算(人教A版)(含答案)

空间向量的坐标运算(人教A版) 一、单选题(共10道,每道10分) 1.已知点的坐标分别为与,则向量的相反向量的坐标是( ) A. B. C. D. 答案:A 解题思路: 试题难度:三颗星知识点:空间向量运算的坐标表示 2.已知空间直角坐标系中且,则点的坐标为( ) A. B. C. D. 答案:A 解题思路:

试题难度:三颗星知识点:空间向量运算的坐标表示 3.若向量,,则向量的坐标是( ) A. B. C. D. 答案:D 解题思路: 试题难度:三颗星知识点:空间向量运算的坐标表示 4.已知向量,,则=( ) A. B. C. D. 答案:C

解题思路: 试题难度:三颗星知识点:空间向量运算的坐标表示 5.已知向量是空间的一组单位正交基底,若向量在基底下的坐标为,那么向量在基底下的坐标为( ) A. B. C. D. 答案:C 解题思路: 试题难度:三颗星知识点:空间向量的基本定理及其意义 6.已知为空间的一组单位正交基底,而是空间的另一组

基底,若向量在基底下的坐标为,则向量在基底下的坐标为( ) A. B. C. D. 答案:A 解题思路: 试题难度:三颗星知识点:空间向量的基本定理及其意义 7.已知三点不共线,点为平面外的一点,则下列条件中,能使得平面成立的是( ) A. B. C. D. 答案:B 解题思路:

试题难度:三颗星知识点:共线向量与共面向量 8.已知,,,若,,三向量共面,则实数=( ) A. B.

C. D. 答案:D 解题思路: 试题难度:三颗星知识点:共线向量与共面向量 9.已知空间三点的坐标为,,,若三点共线,则=( ) A. B. C. D. 答案:D 解题思路:

空间向量的基本运算

第六节 空间向量 1. 空间向量的概念:在空间,我们把具有 和 的量叫做向量。 2. 空间向量的运算。 定义:与平面向量运算一样,空间向量的加法、减法与数乘运算如下(如图)。 OB OA AB a b =+=+;BA OA OB a b =-=-;()OP a R λλ=∈ 运算律:⑴加法交换律:a b b a +=+ ⑵加法结合律:)()(c b a c b a ++=++ ⑶数乘分配律:b a b a λλλ+=+)( 3. 共线向量。 (1)如果表示空间向量的有向线段所在的直线 或 ,那么这些向量也叫做共 线向量或平行向量,a 平行于b ,记作b a //。 (2)共线向量定理:空间任意两个向量a 、b (b ≠0 ),a //b 存在实数λ, 使a = 。 4. 共面向量 (1)定义:一般地,能平移到同一 内的向量叫做共面向量。 说明:空间任意的两向量都是 的。 (2)共面向量定理:如果两个向量,a b 不共线,p 与向量,a b 共面的条件是存在实数,x y ,使 。 5. 空间向量基本定理:如果三个向量,,a b c 不共面,那么对空间任一向量p ,存在一个唯一的有序实数组,,x y z ,使 。 若三向量,,a b c 不共面,我们把{,,}a b c 叫做空间的一个基底,,,a b c 叫做基向量,空间任意三个 的向量都可以构成空间的一个基底。 推论:设,,,O A B C 是不共面的四点,则对空间任一点P ,都存在唯一的三个有序实数,,x y z ,使OP xOA yOB zOC =++。 6. 空间向量的直角坐标系: (1)空间直角坐标系中的坐标: 在空间直角坐标系O xyz -中,对空间任一点A ,存在唯一的有序实数组(,,)x y z ,使zk yi xi OA ++=,有序实数组 (,,)x y z 叫作向量A 在空间直角坐标系O xyz -中的坐标,记作

空间向量的坐标运算

空间向量的坐标运算 第一课时空间直角坐标系 教学目标: ㈠知识目标: ⒈空间直角坐标系; ⒉空间向量的坐标表示; ⒊空间向量的坐标运算; ⒋平行向量、垂直向量坐标之间的关系; 5.中点公式。 ㈡能力目标: ⒈掌握空间右手直角坐标系的概念,会确定一些简单几何体(正方体、长方体)的顶点坐标; ⒉掌握空间向量坐标运算的规律; 3.会根据向量的坐标,判断两个向量共线或垂直; 4.会用中点坐标公式解决有关问题。 教学重点:空间右手直角坐标系,向量的坐标运算 教学难点:向量坐标的确定 教学方法:讨论法. 教具准备:多媒体投影. 教学过程: 复习回顾 空间向量基本定理 探索研究 1、空间右手直角坐标系的概念 ⑴单位正交基底如果空间的一个基底的三个基向量互相垂直,且长都为1,则这个基底叫做单位正交基底,常用{i,j,k}表示。 ⑵空间直角坐标系O-xyz 在空间选定一点O和一个单位正交基底{i,j,k},以点O 为原点,分别以i、j、k的方向为正方向建立三条数轴:x轴、y轴、z轴,它们都叫做坐标轴,这时我们说建立了一个直角坐标系O-xyz,点O叫做原点,向量i,j,k叫做坐标向 量,通过每两个坐标轴的平面叫做坐标平面,分别称为xOy 平面,yOz平面,zOx平面。 ⑶空间直角坐标系的画法作空间直角坐标系O-xyz 时,一般使∠xOy=135°(或45°),∠yOz=90°。 注:在空间直角坐标系O-xyz中,让右手拇指指向x轴 的正方向,食指指向y轴的正方向,如果中指能指向z轴的正 方向,则称这个坐标系为右手直角坐标系。 ⑷空间向量的坐标表示给定一空间直角坐标系和向

向量的直角坐标运算设a=(a 1,a 2,a 3),b=(b 1,b 2,b 3),则a+b=(a 1+b 1,a 2+b 2,a 3+b 3) a -b=(a 1- b 1,a 2-b 2,a 3-b 3)λa=(λa 1,λa 2,λa 3) a ?b=a 1 b 1+a 2b 2+a 2b 2 a//b a 1=λb 1,a 2=λb 2,a 3=λb 3(λ∈R)a ⊥b a 1b 1+a 2b 2+a 3b 3=0设A(x 1,y 1,z 1),B(x 2,y 2,z 2),则 AB =OB -OA =(x 2-x 1,y 2-y 1,z 2-z 1)  量a ,且设i,j,k 为坐标向量(如图),由空间向量基本定理,存在唯一的有序实数组(a 1,a 2,a 3)叫做向量a 在此直角坐标系中的坐标,可简记作a =(a 1,a 2,a 3)。 在空间直角坐标系O -xyz 中,对于空间任一点A ,对应一个向量OA ,若 ,k z j y i x OA ++=则有序数组(x,y,z)叫做点A 在 此空间直角坐标系中的坐标,记为A(x,y,z),其中x 叫做A 的横坐标,y 叫做点A 的纵坐标,z 叫做点A 的竖坐标,写点的坐标时,三个坐标间的顺序不能变。 ⑸空间任一点P 的坐标的确定 过P 分别作三个与坐标平面平行的平面(或垂面),分别交坐标轴于A 、B 、C 三点,|x|=|OA|,|y|=|OB|,|z|=|OC|,当OA 与i 方向相同时,x >0,反之x <0,同理可确定y 、z (如图) 例1已知ABCD -A 1B 1C 1D 1是棱长为2的正方体,E 、F 分别是BB 1和DC 的中点,建立如图所示的空间直角坐标系,试写出图中各点的坐标。 分析:要求点E 的坐标,过点E 与x 轴、y 轴垂直的平面已存在,只要过E 作平面垂直于z 轴交E ‘ 点,此时|x|=|,|DA |y|=|,|DC |z|=||'DE ,当DA 的方向与x 轴正向相同时,x >0,反之x <0,同理确定y 、z 的符号,这样可求得点E 的坐标。 解:D(0,0,0),A(2,0,0),B(0,2,0),C(0,0,2), A 1(2,0,2), B 1(2,2,2), C 1(0,2,2),, D 1(0,0,2),E(2,2,1),F(0,1,0) 2、向量的直角坐标运算 注:3 32 21 1i 321321b a b a b a b //a 1,2,3),0(i b ),b ,b ,(b b ),a ,a ,(a a = = ? =≠==则若

最新空间向量运算的坐标表示练习题

课时作业(十七) [学业水平层次] 一、选择题 1.已知a =(1,-2,1),a -b =(-1,2,-1),则b =( ) A .(2,-4,2) B .(-2,4,-2) C .(-2,0,-2) D .(2,1,-3) 【解析】 b =a -(-1,2,-1)=(1,-2,1)-(-1,2,-1)=(2,-4,2). 【答案】 A 2.设A (3,3,1),B (1,0,5),C (0,1,0),则AB 的中点M 到点C 的距离|CM |的值为( ) A.534 B.532 C.532 D.132 【解析】 ∵AB 的中点M ? ? ???2,32,3,∴CM →=? ????2,12,3,故|CM | =|CM → |= 22+? ?? ??122+32=532. 【答案】 C 3.(2014·德州高二检测)已知向量a =(2,3),b =(k,1),若a +2b 与a -b 平行,则k 的值是( ) A .-6 B .-23 C.2 3 D .14 【解析】 由题意得a +2b =(2+2k,5),且a -b =(2-k,2),又因为a +2b 和a -b 平行,则2(2+2k )-5(2-k )=0,解得k =2 3.

【答案】 C 4. (2014·河南省开封高中月考)如图3-1-32,在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AB =BC =2,AA 1=2,E ,F 分别是面A 1B 1C 1D 1、面BCC 1B 1的中心,则E ,F 两点间的距离为( ) 图3-1-32 A .1 B.52 C.62 D.32 【解析】 以点A 为原点,建立如图所示的空间直角坐标系,则 E (1,1,2), F ? ???? 2,1,22,所以|EF |= (1-2)2 +(1-1)2 +? ??? ?2-222 =6 2,故选C. 【答案】 C 二、填空题 5.(2014·青岛高二检测)已知点A (1,2,3),B (2,1,2),P (1,1,2),O (0,0,0),点Q 在直线OP 上运动,当QA →·QB →取得最小值时,点Q 的坐标为________. 【解析】 设OQ →=λOP →=(λ,λ,2λ),故Q (λ,λ,2λ),故QA → =

空间向量运算的坐标公式

空间向量运算的坐标公式 如果三个向量不共面那么对空间任一向量存在一个唯一的 有序实数组x、y、z使得cbapczbyaxpcba叫做空间的一个 ______基底空间任意三个不共面向量都可以构成空间的一 个基底一、空间直角坐标系单位正交基底如果空间的一个基底的三个基向量互相垂直且长都为1则这个基底叫做单位正交基底常用i j k 来表示.点O叫做原点向量i、j、k都叫做坐标向量.通过每两个坐标轴的平面叫做坐标平面。分别称为xOy平面yOz平面xOz平面.空间直角坐标系在空间选定一 点O和一个单位正交基底i、j、k 。以点O为原点分别以i、j、k的正方向建立三条数轴x轴、y轴、z轴它们都叫做坐 标轴.这样就建立了一个空间直角坐标系O--xyzOxyzijk二、 向量的直角坐标aaaa 1 2 3给定一个空间坐标系和向量且设i、j、k为坐标向量由空间向量基本定理存在唯一的有序实数组1 2 3使1i 2j 3k 有序数组1 2 3叫做在空间直角坐标系 O--xyz中的坐标记作.aaaaaaaaaaaaxyzOAa1a2a3ijka在空间直角坐标系O--xyz中对空间任一点A对应一个向量OA于是 存在唯一的有序实数组xyz使OAxiyjzk在单位正交基底i j k 中与向量OA对应的有序实数组xyz叫做点A在此空间直角坐标系中的坐标记作Axyz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.xyzOAxyzijka三、向量 的直角坐标运算.111222axyzbxyz设则 121212abxxyyzz111axyzR121212abxxyyzz121212abxxyyzz例

空间向量及其运算的坐标表示

1.3 空间向量及其运算的坐标表示 【学习目标】 1.空间直角坐标系 在空间选定一点O和一个单位正交基底{i,j,k},以O为原点,分别以i,j,k方向为正方向,以它们的长为单位长度建立三条数轴:x轴,y轴,z轴,它们都叫做坐标轴,这时我们就建立,O叫做,i,j,k都叫做。 对于空间任意一个向量p,存在有序实数组{x,y,z},使得p=x e1+y e2+z e3,则把x,y,z称作向量p在单位正交基底e1,e2,e3下的坐标,记作。 2.空间向量的坐标运算 空间向量a,b,其坐标形式为a=(a1,a2,a3),b=(b1,b2,b3). 3. 设a=(a1,a2,a3),b=(b1,b2,b3),则

夹角 cos 〈a ,b 〉=a ·b |a ||b | cos 〈a ,b 〉= a 1 b 1+a 2b 2+a 3b 3 a 21+a 22+a 2 3 b 21+b 22+b 2 3 1.已知i ,j ,k 分别是空间直角坐标系Oxyz 中x 轴,y 轴,z 轴的正方向上的单位向量,且AB → =-i +j -k ,则点B 的坐标是( ) A .(-1,1,-1) B .(-i ,j ,-k ) C .(1,-1,-1) D .不确定 2、判断对错。 (1)空间直角坐标系中,向量AB → 的坐标与终点B 的坐标相同.( ) (2)设a =(x 1,y 1,z 1),b =(x 2,y 2,z 2)且b ≠0,则a ∥b ∥x 1x 2 =y 1y 2 =z 1 z 2 .( ) (3)四边形ABCD 是平行四边形,则向量AB →与DC → 的坐标相同.( ) (4)设A (0,1,-1),O 为坐标原点,则OA → =(0,1,-1).( ) 【经典例题】 题型一 空间直角坐标系 注意:建系时要充分利用图形的线面垂直关系,选择合适的基底,在写向量的坐标时,考虑图形的性质,充分利用向量的线性运算,将向量用基底表示. 例1已知P A 垂直于正方形ABCD 所在的平面,M 、N 分别是AB 、PC 的中点,并且P A =AD =1,建立适当坐标系,求向量MN → 的坐标.

空间向量及其坐标运算练习题

空间向量及其坐标运算 一.选择题 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 =1 B.x = 21,y =-21 C.x =61,y =-23 D.x =-61,y =2 3 2.在空间直角坐标系中,已知点P (x ,y ,z ),下列叙述中正确的个数是 ①点P 关于x 轴对称点的坐标是P 1(x ,-y ,z ) ②点P 关于yOz 平面对称点的坐标是P 2(x ,-y ,-z ) ③点P 关于y 轴对称点的坐标是P 3(x ,-y ,z ) ④点P 关于原点对称的点的坐标是P 4(-x ,-y ,-z ) A.0 B.1 C.2 D.3 3.已知向量a =(1,1,0),b =(-1,0,2),且k a +b 与2a -b 互相垂直,则k 值是 A.1 B.51 C.53 D.5 7 4.设OABC 是四面体,G 1是△ABC 的重心,G 是OG 1上一点,且OG =3GG 1,若OG = x OA +y OB +z OC ,则(x ,y ,z )为 A.( 41,41,41) B.(43,43,43) C.(31,31,31) D.(32,32,32 ) 5.在棱长为1的正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,M 、N 分别为A 1B 1和BB 1的中点,那么直线AM 与CN 所成的角为的余弦值 A D B C B C D 1 1 1 1 M N A. 2 3 B. 10 10 C. 5 3 D. 5 2 二.填空题 6.已知空间三点A (1,1,1)、B (-1,0,4)、C (2,-2,3),则AB 与CA 的夹角 θ的大小是_________. 7.已知点A (1,2,1)、B (-1,3,4)、D (1,1,1),若AP =2PB ,则|PD |的值是__________. 8.命题:①若a 与b 共线,b 与c 共线,则a 与c 共线;②向量a 、b 、c 共面,则它们所在的直线也共面;③若a 与b 共线,则存在唯一的实数λ,使b =λa ;④若A 、B 、C 三点不共线,O 是平面ABC 外一点,OM = 31OA + 31OB + 3 1 OC ,则点M 一定在平面ABC 上,且在△ABC 内部. 上述命题中的真命题是_____________.

空间向量的坐标表示及其运算

空间向量的坐标表示及其运算 1. 已知()2,1,3=,()3,2,1-B ,则A 的坐标是 . 2. 已知()()m b a ,4,2,2,2,1-=-= ,若b a //,则实数=m . 3. 在空间直角坐标系中,已知点A (1,0,2),B(1,-3,1),点M 在y 轴上,且M 到A 与到B 的距离相等,则M 的坐标是______ . 4. 若()1,1,1A ,()4,0,1-B ,()3,2,2-C ,则以AC AB ,为邻边的平行四边形的面积为 . 5. 若A(3cos α,3sin α,1),B(2cos α,2sin α,1),则|AB → |的取值范围是 . 6. 若()()222111,,,,,z y x A z y x A ,且P 为AB 中点,则P 的坐标为 . 7. 在长方体1111D C B A ABCD -中,3,4,51===AA BC AB ,如图,建立空间直角坐标系,写 出11,,CB B A AC 及D B 1. 8. 已知()()1,2,3,3,6,4--B A ,且3 2 -=,求点P 的坐标。 9. 已知()()5,3,2,1,5,1-==b a , (1)当()() b a b a 3//-+λ,求实数λ的值; (2)当()() b a b a 3/-⊥+λ,求实数λ的值 y

10. 已知空间三点()2,0,2-A ,()()4,0,3,2,1,1--C B ,求: (1)BAC ∠; (2)若向量k k +与向量k 2-垂直,求实数k 值。 11. 已知()3,2,1=,()2,1,2=,()2,1,1=,点S 在直线OP 上,求?的最小值,并指出此时S 的坐标。 12. 在棱长为a 的正四面体ABCD 中,建立恰当的坐标系, (1)求D C B A ,,,的坐标; (2)求AB BC ? +AC BD ? 的值。 C P A

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