数学选修2-13.1空间向量及其运算导学案
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学习目标 1. 熟练掌握空间向量的加法,减法,向量的数乘运算,向量的数量积运算及其坐标表示;2. 熟练掌握空间线段的长度公式、夹角公式、两点间距离公式、中点坐标公式,并能熟练用这些公式解决有关问题. 学习过程 一、课前准备:(阅读课本p115)复习:1. 具有 和 的量叫向量, 叫向量的模; 叫零向量,记着 ; 具有 叫单位向量.2. 向量的加法和减法的运算法则有 法则 和 法则.3.实数λ与向量a的积是一个 量,记作 ,其长度和方向规定如下: (1)|λa|= . (2)当λ>0时,λa与A. ;当λ<0时,λa与A. ;当λ=0时,λa= .4. 向量加法和数乘向量运算律:交换律:a+b= 结合律:(a+b)+c= 数乘分配律:λ(a+b)= 5.① 表示空间向量的 所在的直线互相 或 ,则这些向量叫共线向量,也叫平行向量.②空间向量共线定理:对空间任意两个向量(), 的充要条件是存在唯一实数, 使得 ;③ 推论: l为经过已知点A且平行于已知非零向量的直线,对空间的任意一点O,点P在直线l上的充要条件是 6. 空间向量共面:①共面向量: 同一平面的向量. ②定理:对空间两个不共线向量,向量与向量共面的充要条件是存在 , 使得 .③推论:空间一点P与不在同一直线上的三点A,B,C共面的充要条件是:⑴ 存在 ,使 ⑵ 对空间任意一点O,有 7.向量的数量积: .8. 单位正交分解:如果空间一个基底的三个基向量互相 ,长度都为 ,则这个基底叫做单位正交基底,通常用{i,j,k}表示.9.空间向量的坐标表示:给定一个空间直角坐标系O-xyz和向量a,且设i、j、k为 x轴、y轴、z轴正方向的单位向量,则存在有序实数组,使得,则称有序实数组为向量a的坐标,记着 .10. 设A,B,则= .11. 向量的直角坐标运算:设a=,b=,则⑴a+b= ; ⑵a-b= ;⑶λa= ; ⑷a·b= ※ 动手试试1.在下列命题中:①若a、b共线,则a、b所在的直线平行;②若a、b所在的直线是异面直线,则a、b一定不共面;③若a、b、c三向量两两共面,则a、b、c三向量一定也共面;④已知三向量a、b、c,则空间任意一个向量p总可以唯一表示为p=xa+yb+zc.其中正确命题的个数为( )A.0 B. 1 C. 2 D. 32.在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,向量、、是( )A.有相同起点的向量 B.等长向量 C.共面向量 D.不共面向量3.已知a=(2,-1,3),b=(-1,4,-2),c=(7,5,λ),若a、b、c三向量共面,则实数λ=( )A. B. C. D. 4.若a、b均为非零向量,则是a与b共线的( )A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充分必要条件 D.既不充分又不必要条件5.已知△ABC的三个顶点为A(3,3,2),B(4,-3,7),C(0,5,1),则BC边上的中线长为( )A.2 B.3 C.4 D.56. 则( )A.-15 B.-5 C.-3 D.-1※ 典型例题例1 如图,空间四边形OABC中,,,点M在OA上,且OM=2MA,点为的中点,则 . 变式:如图,平行六面体中,,,点分别是的中点,点Q在上,且,用基底表示下列向量:⑴ ; ⑵ ; ⑶ ; ⑷ . 例2 如图,在直三棱柱ABC—A1B1C1中,,点是的中点,求证:. 变式:正三棱柱ABC—A1B1C1的侧棱长为2,底面边长为1,点M是的中点,在直线上求一点N,使得 学习评价 ※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ). A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1.直三棱柱ABC—A1B1C1中,若,,, 则( )A. B. C. D. 2.、( )A. B. 与不平行也不垂直 C. , D.以上情况都可能.3. 已知++=,||=2,||=3,||=,则向量与之间的夹角为( )A.30° B.45° C.60° D.以上都不对4.已知且与互相垂直,则的值是( )A. .1 B. C. D. 5. 若A(m+1,n-1,3), B. (2m,n,m-2n), C(m+3,n-3,9)三点共线,则m+n= 课后作业 如图,在棱长为1的正方体中,点分别是的中点.⑴ 求证:;⑵ 求与所成角的余弦;⑶ 求的长.
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