内容发布更新时间 : 2024/12/22 10:49:19星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

空间向量及其运算

1.空间向量及其加减运算 2.空间向量的数乘运算 1．空间向量的概念：

(1) 在空间，我们把具有大小又有方向的量叫做空间向量，向量的大小叫做向量的长度或模. (2) 向量的表示：几何表示法:用有向线段表示；字母表示法：用小写字母表示，或者用表示向量的有向线段的起点和终点字母表示.

2．空间向量的加减运算：加法运算：平行四边形法则和三角形法则；减法运算：三角形法则. 3. 共面向量的定义：一般地，平行于同一平面的向量，叫做共面向量.

4.共面向量的判定；平面向量中，向量b与非零向量a共线的充要条件是b??a，类比到空间向量，即有

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共面的充要条件是存在有序实数组

(x,y)，使得p?x??yb.这就是说，向量p可以由不共线的两个向量a,b线性表示.

5.空间任意两个向量都可以平移到同一个平面内，成为同一平面内的两个向量. 6.若a,b为不共线且同在平面?内，则p与a,b共面的意义是p在?内或p//?.

3.空间向量的数量积运算

B叫做向量a1.夹角的定义：a,b是空间两个非零向量，过空间任意一点O，作OA?a,OB?b，则?AO与向量b的夹角，记作?a,b?.规定：0??a,b???.

2.数量积：已知两个非零向量a,b是空间两个非零向量，我们把数量|a||b|cos?a,b?叫作向量a,b的数量积，记作a?b，即a?b＝|a||b|cos?a,b?.

特别的，a?a?a?acos?a,a??a. 3.空间向量的数量积的运算律：

； (?a)?b??(a?b)；a?b?b?a（交换律）

2a?(b?c)?a?b?a?c（分配律）.

4.如果?a,b??0，那么a与b同向；如果?a,b???，那么a与b反向； 如果?a,b??900，那么a与b垂直，记作a?b. 5．空间向量数量积的性质：

（1）a?b?ab?0.（用于判定垂直问题） （2）a?a.（用于求模运算问题） （3）cos?a,b??

4.空间向量的正交分解及其坐标表示 5.空间向量运算的坐标表示 1.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

2a?b．（用于求角运算问题）

|a|?|b|p?xa?yb?zc

2.空间直角坐标系：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,j,k}表示.

3.空间直角坐标系中的坐标：

给定空间直角坐标系和向量a，设i,j,k为坐标向量，则存在唯一的有序实数组(a1,a2,a3)，使

a?a1i?a2j?a3k，有序实数组(a1,a2,a3)叫作向量a在空间直角坐标系O?xyz中的坐标，记作a?(a1,a2,a3)．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OA?xi?yj?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．

4.空间向量的直角坐标运算律

（1）若a?(a1,a2,a3)，b?(b1,b2,b3)， 则a?b?(a1?b1,a2?b2,a3?b3)，

a?b?(a1?b1,a2?b2,a3?b3)，

?a?(?a1,?a2,?a3)(??R)，

a?b?a1b1?a2b2?a3b3，

a//b?a1??b1,a2??b2,a3??b3(??R)，

a?b?a?b?0?a1b1?a2b2?a3b3?0，

|a|?a?a?a1?a2?a3， cos?a?b??a1b1?a2b2?a3b3a?b?. 222222|a|?|b|a1?a2?a3b1?b2?b3222（2）在空间直角坐标系中，已知点A(x1,y1,z1)，B(x2,y2,z2)，则AB?(x2?x1,y2?y1,z2?z1)． （3）两点间的距离公式：若A(x1,y1,z1)，B(x2,y2,z2)， 则|AB|?AB?(x2?x1)2?(y2?y1)2?(z2?z1)2， 或dA,B?(x2?x1)2?(y2?y1)2?(z2?z1)2．

5.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

2OP?xOA?yOB?zOC.由空间向量定理可知，空间任意一个向量都可以

用三个不共面的向量表示出来.

6.将空间向量的运算与向量的坐标表示结合起来，不仅可以解决夹角和距离的计算问题，而且可以使一些问题的解决变得简单.

A A1 C1 z B1 M C B y