空间向量数量积附坐标运算.docxVIP

内部资料  DATE \@ yyyy-M-d 2017-11-16 DATE\@ 2017/11/16 PAGE  关上南路69号（省中医学院对面） 招生电话 PAGE \* MERGEFORMAT 9 空间向量的数量积、直角坐标及其运算 一、要点精讲 1、空间两个向量夹角的定义 已知两非零向量，在空间任取一点，作， 则叫做向量与的夹角，记作； 规定：，显然有； 若，则称与互相垂直，记作：. 2、两个向量的数量积 设，则有向线段的长度叫做向量的长度或模，记作：. 已知向量，则叫做的数量积，记作，即． 3、射影的定义 已知向量和轴，是上与同方向的单位向量， 作点在上的射影，作点在上的射影，则叫做 向量在轴上或在上的正射影. 可以证明的长度． 4、空间向量的数量积的性质和运算律 ⑴空间向量的数量积的性质 ①． ②． ③． ⑵空间向量的数量积的运算律 ①． ②（交换律）． ③（分配律）． 5、空间直角坐标系 ⑴单位正交基底 若空间的一个基底的三个基向量互相垂直，且长为，这个基底叫单位正交基底，用表示. ⑵空间直角坐标系及其画法 在空间选定一点和一个单位正交基底，以点为原点，分别以的方向为正方向建立三条数轴：轴、轴、轴，它们都叫坐标轴．我们称建立了一个空间直角坐标系，点叫原点，向量 都叫坐标向量．通过每两个坐标轴的平面叫坐标平面，分别称为平面，平面，平面. 作空间直角坐标系时，一般使（或），. 在空间直角坐标系中，让右手拇指指向轴的正方向，食指指向轴的正方向， 如果中指指向轴的正方向，称这个坐标系为右手直角坐标系 一般情况下使用的坐标系都是右手直角坐标系. ⑶空间向量的坐标表示 如图给定空间直角坐标系和向量，设为坐标向量，则存在唯一的有序实数组，使，有序实数组叫作向量在空间直角坐标系中的坐标， 记作． 在空间直角坐标系中，对空间任一点，存在唯一的有序实数组 ，使，有序实数组叫作向量在空间直角坐 标系中的坐标，记作，叫横坐标，叫纵坐标，叫竖坐标． 6．向量的直角坐标运算 ⑴设，，则， ， ， ， ， ． ⑵若，， 则． 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 7、夹角和距离公式 ⑴空间两直线的夹角公式 设，， 则，． ． ⑵空间两点间距离公式 若，，则， 或 二、典例精析 题型一：两个向量的数量积 1、若，且，则与的夹角为( ) A．30° B．60° C．120° D．150° 2、已知空间四边形的每条边和对角线都等于a，点E、F、G分别是AB、AD、DC的中点。求下列向量的数量积 ⑴； ⑵； ⑶； ⑷ 3、已知：在空间四边形OABC中，OA⊥BC，OB⊥AC。求证：OC⊥AB. 4、设三个非零向量长度相等且两两互相垂直，求证：与所夹的角相等。 题型二：向量的直角坐标运算 5．已知，则( ) A．22 B．48 C． D．32 6、已知，，求，，，，． 解：， ， ，，． 7、已知，求下列各式的值。 ⑴; ⑵；⑶；⑷；⑸ 8、已知A,B,C三点坐标分别为，求满足下列条件的P点坐标。 ⑴; ⑵ 题型三：向量的平行与垂直 9、已知空间三点，设 ⑴; ∥，求；⑵ 若与互相垂直，求。 10、在正方体中，分别是的中点，求证平面． 证明：不妨设已知正方体的棱长为个单位长度，设，，， 分别以为坐标向量建立空间直角坐标系， 则，， ， ∴， 又，， ∴，，所以，平面． 11、如图，在棱长为1的正方体中，E、F分别为AB棱BC和的中点，试在棱上找一点M，使得平面⊥平面 题型四：求夹角 12、已知是边长为的正三角形所在平面外一点，且，分别是，的中点，求异面直线与所成角的余弦值 解：设，，，∴， ∵ ∴，所以，异面直线与所成角的余弦值为． 点评：设出空间的一个基底后，求数量积的时候目标就更加明确了，只要将与都化为用基向量表示就可以了本题中与的夹角是异面直线与所成角的补角 13.（06上海春）在长方体中，已知，求异面直线与所成角的余弦的大小. 解法一：连接，为异面直线与所成的角. 连接，在△中，， 则 . 解法二：以为坐标原点，分别以、、所在直线为轴、轴、轴，建立空间直角坐标系. 则 ， 得 . 设与的夹角为， 则 14、在棱长为1的正方体中，分别是中点，在棱上，， 为的中点， ⑴ 求证：；⑵ 求所成角的余弦；⑶ 求的长 解：设，