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平面向量
1.两个向量平行的充要条件,设a=(x1,y1),b=(x2,y2),为实数。(1)向量式:a∥b(b≠0)a=b;(2)坐标式:a∥b(b≠0)x1y2-x2y1=0;
2.两个向量垂直的充要条件, 设a=(x1,y1),b=(x2,y2), (1)向量式:a⊥b(b≠0)agb=0; (2)坐标式:a⊥bx1x2+y1y2=0;
3.设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则agb=abcos=x1x2+y1y2;其几何意义是agb等于a的长度与b在a的方向上的投影的乘积;
4.设A(x1,x2)、B(x2,y2),则S⊿AOB=5.平面向量数量积的坐标表示:
(1)若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则agb=x1x2+y1y2;AB(2)若a=(x,y),则a2=aga=x2+y2,a
十、向量法
1
x1y2x2y1; 2
(x1x2)2(y1y2)2;
x2y2;
rrrrb,平面、的法向量分别是u、v,则: 1、设直线m、l的方向向量分别是a、
rrrr
(1)线线平行:l∥ma∥bakb
rrrr
u0 (2)线面平行:l∥auag
rrrr
(3)面面平行://u//vukv
注意:这里的线线平行包括线线重合,线面平行包括线在面内,面面平行包括面面重合.
rrrrb,平面、的法向量分别是u、v,则: 2、设直线m、l的方向向量分别是a、
rrrr
b0 (1)线线垂直:lmabag
rrrr
(2)线面垂直:la∥uaku
rrrr
v0 (3)面面垂直:uvugrrrrb,平面、的法向量分别是u、v,则: 3、设直线m、l的方向向量分别是a、
rrab
(1)直线m、l所成的角(0),cosrr
2ab
rrau
(2)直线l与平面所成的角(0),sinrr
2au
rruv
(3)平面与平面所成的二面角的平面角(0),cosrr
uv
教学过程: 二、新课讲授
1. 定义:我们把空间中具有大小和方向的量叫做空间向量.向量的大小叫做向量的长度或模. 3. 空间向量的加法与数乘向量的运算律.
⑴加法交换律:a +b = b + a;
rr
⑵加法结合律:(a + b) + c =a+ (b + c);
.
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⑶数乘分配律:λ(a + b) =λa +λb;
⑶数乘结合律:λ(ua) =(λu)a .
uuuuruuuuuruuuuuruuuuuuruuuur
4. 推广:⑴A1A2A2A3A3A4LAn1AnA1An; uuuuruuuuuruuuuuruuuuuuruuuurr⑵A1A2A2A3A3A4LAn1AnAnA10;
方向相同或者相反的非零向量叫做平行向量.由于任何一组平行向量都可以平移到同一条直线上,所以平行向量也叫做共线向量.
向量b与非零向量a共线的充要条件是有且只有一个实数λ,使b=λa.称平面向量共线定理, 二、新课讲授
1.定义:与平面向量一样,如果表示空间向量的有向线段所在的直线互相平行或重合,则这些向量叫做共线向
量或平行向量.a平行于b记作a//b.
2.关于空间共线向量的结论有共线向量定理及其推论:
共线向量定理:空间任意两个向量a、b(b≠0),a//b的充要条件是存在实数λ,使a=λb.
理解:⑴上述定理包含两个方面:①性质定理:若a∥b(a≠0),则有b=a,其中是唯一确定的
实数。②判断定理:若存在唯一实数,使b=a(a≠0),则有a∥b(若用此结论判断a、b所在直线
平行,还需a(或b)上有一点不在b(或a)上).
⑵对于确定的和a,b=a表示空间与a平行或共线,长度为 |a|,当>0时与a同向,当<0时
与a反向的所有向量.
3. 推论:如果l为经过已知点A且平行于已知非零向量a的直线,那么对于任意一点O,点P在直线l上的充
uuuruuur
要条件是存在实数t满足等式 OPOAta.
平面向量基本定理:如果e1、e2是同一平面内两个不共线的向量,那么对这一平面内的任意一个向量a,有且只有一对实数λ1、λ2,使a=λ1e1+λ2e2.其中不共线向量e1、e2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底. 1. 定义:如果表示空间向量a的有向线段所在直线与已知平面α平行或在平面α内,则称向量a平行于平面α,记作a//α.
向量与平面平行,向量所在的直线可以在平面内,而直线与平面平行时两者是没有公共点的. 2. 定义:平行于同一平面的向量叫做共面向量.共面向量不一定是在同一平面内的,但可以平移到同一平面内. 5. 得出共面向量定理:如果两个向量a、b不共线,则向量p与向量a、b共面的充要条件是存在实数对x,y,使得 p= xa+yb .
证明:必要性:由已知,两个向量a、b不共线. ∵ 向量p与向量a、b共面
∴ 由平面向量基本定理得:存在一对有序实数对x,y,使得 p= xa+yb.
充分性:如图,∵ xa,yb分别与a、b共线, ∴ xa,yb都在a、b确定的平面内.
又∵ xa+yb是以|xa|、|yb|为邻边的平行四边形的一条对角线所表示的向量,并且此平行四边形在a、b确定的平面内,
∴ p= xa+yb在a、b确定的平面内,即向量p与向量a、b共面.
说明:当p、a、b都是非零向量时,共面向量定理实际上也是p、a、b所在的三条直线共面的充要条件,但用于判定时,还需要证明其中一条直线上有一点在另两条直线所确定的平面内.
6. 共面向量定理的推论是:空间一点P在平面MAB内的充要条件是存在有序实数对x,y,使得uuuuruuuuruuuuruuuruuuuruuuuruuuur
MPxMAyMB,① 或对于空间任意一定点O,有 OPOMxMAyMB.②
uuuuruuuuuruuuuruuuuur
分析:⑴推论中的x、y是唯一的一对有序实数; ⑵由OPOMxMAyMB得:uuuuruuuuuruuuuruuuuuruuuuruuuuuruuuuruuuuuruuuuruuuur
OPOMx(OAOM)y(OBOM), ∴OP(1xy)OMxOAyOB ③
uuuruuur
1. 两个非零向量夹角的概念:已知两个非零向量a与b,在空间中任取一点O,作OA=a,OB=b,则∠AOB叫做向量a与b的夹角,记作<a,b>.
说明:⑴规定:0<a,b>. 当<a、b>=0时,a与b同向; 当<a、b>=π时,a与b反向;
当<a、b>=
时,称a与b垂直,记a⊥b. 2
⑵ 两个向量的夹角唯一确定且<a,b>=<b,a>.
⑶ 注意:①在两向量的夹角定义中,两向量必须是同起点的.
.
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