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空间向量知识点垂直(空间向量的考点)

空间向量与立体几何点知识点有哪些?

关于空间向量在立体几何中的应用问题,其中最主要的计算都是围绕平面的法向量展开的。在绝大部分题目中,空间向量是作为数学工具来解决两类问题:

一、垂直问题,尤其是线面垂直问题(面面垂直基本类似);

二、角度问题,主要讲二面角的平面角通过两个平面法向量所称的角来进行转化(线面角与此类似)。而立体几何中的平行问题一般是用基本定理来进行解决的。

平面法向量的基本概念。法向量是指与已知平面垂直的向量,它可以根据选取的坐标不同有无数多个,但一般取其中较为方便计算的。

扩展资料:

求平面的法向量:

令法向量n=(x,y,z)

因为法向量垂直于此平面

所以n垂直于此面内两相交直线(其方向向量为a,b)

可列出两个方程 n·a=0,n·b=0

两个方程,三个未知数

然后根据计算方便

取z(或x或y)等于一个数(如:1,√2等)

代入即可求出面的一个法向量n的坐标了

参考资料来源:百度百科-空间向量

空间向量在立体几何中的应用知识点?

关于空间向量在立体几何中的应用问题,其中最主要的计算都是围绕平面的法向量展开的。在绝大部分题目中,空间向量是作为数学工具来解决两类问题:一、垂直问题,尤其是线面垂直问题(面面垂直基本类似);二、角度问题,主要讲二面角的平面角通过两个平面法向量所称的角来进行转化(线面角与此类似)。而立体几何中的平行问题一般是用基本定理来进行解决的。

平面法向量的基本概念。法向量是指与已知平面垂直的向量,它可以根据选取的坐标不同有无数多个,但一般取其中较为方便计算的。

平面法向量的基本计算。根据图形建立合适的坐标系,设出已知平面的法向量为n(x,y,z),在已知平面内寻找两条相交直线a,b,并用向量表示它们。由于法向量垂直于平面,则必然垂直这两条直线,利用垂直向量点乘为零列出方程组。由于有三个未知数x,y,z,一般是设其中一个为特殊值,求出另外两个(前面说过,法向量有无数多个,我们只需算出其中一个即可)。

平面法向量的基本应用。在求出法向量后,如要证明线面垂直,只需证明要证明的直线平行于该平面的法向量;如要证明面面垂直,只需证明两个平面的法向量垂直;如要求直线和平面所成的角,只需求出直线和法向量所成的角(利用向量点乘公式求出这个家教的余弦值,它和所求的线面角互余);如要求二面角大小,只需求出两个平面的法向量所成的角(同样利用点乘公式求出这个角的余弦值,它和所求的二面角的平面角相等或互补,然后只需简单判断二面角是锐角还是钝角即可)。参考资料:新东方

高二数学空间向量的公式及定理

科学是人类的共同财富,而真正科学家的任务就是丰富这个全人类都能受益的知识宝库。下面是我为大家整理的高二数学空间向量的公式及定理,希望大家喜欢。

空间向量

一、空间向量知识点

1.空间向量的概念:

定义:空间向量的定义和平面向量一样,那些具有大小和方向的量叫做向量,并且仍用有向线段表示空间向量,且方向相同、长度相等的有向线段表示相同向量或相等的向量。

具有大小和方向的量叫做向量注:

⑴空间的一个平移就是一个向量

⑵向量一般用有向线段表示同向等长的有向线段表示同一或相等的向量

⑶空间的两个向量可用同一平面内的两条有向线段来表示

ⅰ定理:如果三个向量 不共面,那么对于空间任一向量 ,存在唯一的有序实数组x、y、z,使 。且把 叫做空间的一个基底, 都叫基向量。

ⅱ正交基底:如果空间一个基底的三个基向量是两两相互垂直,那么这个基底叫正交基底。

ⅲ 单位正交基底:当一个正交基底的三个基向量都是单位向量时,称为单位正交基底,通常用 表示。

ⅳ 空间四点共面:设O、A、B、C是不共面的四点,则对空间中任意一点P,都存在唯一的有序实数组x、y、z,使 。

2.空间向量的运算

二、复习点睛:

1、立体几何初步是侧重于定性研究,而空间向量则侧重于定量研究。空间向量的引入,为解决三维空间中图形的位置关系与度量问题提供了一个十分有效的工具。

2、根据空间向量的基本定理,出现了用基向量解决立体几何问题的向量法,建立空间直角坐标系,形成了用空间坐标研究空间图形的坐标法,它们的解答通常遵循“三步”:一化向量问题,二进行向量运算,三回到图形问题。其实质是数形结合思想与等价转化思想的运用。

3、实数的运算与向量的运算既有联系又有区别,向量的数量积满足交换律和分配律,但不满足结合律,因此在进行数量积相关运算的过程中不可以随意组合。值得一提的是:完全平方公式和平方差公式仍然适用,数量积的运算在许多方面和多项式的运算如出一辙,尤其去括号就显得更为突出,下面两个公式较为常用,请务必记住并学会应用: 。

2、空间向量的坐标表示:

(1)空间直角坐标系:

①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 ,以点O为原点,分别以 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,点O叫做原点,向量 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。

②右手直角坐标系:右手握住z轴,当右手的四指从正向x轴以90°角度转向正向y轴时,大拇指的指向就是z轴的正向;

③构成元素:点(原点)、线(x、y、z轴)、面(xOy平面,yOz平面,zOx平面);

④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°,z轴垂直于y轴,z轴、y轴的单位长度相同,x轴上的单位长度为y轴(或z轴)的一半;

(2)空间向量的坐标表示:

①已知空间直角坐标系和向量 ,且设 为坐标向量(如图),

由空间向量基本定理知,存在唯一的有序实数组 叫做向量在此直角坐标系中的坐标,记作 。

②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 ,若 ,则有序数组(x,y,z)叫做点在此空间直角坐标系中的'坐标,记为A(x,y,z),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,写点的坐标时,三个坐标间的顺序不能变。

③空间任一点的坐标的确定: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 与 的方向相同时,x0,当 与 的方向相反时,x0,同理可确y、z(如图)。

④规定:一切空间向量的起点都是坐标系原点,于是,空间任意一个向量与它的终点坐标一一对应。

⑤一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。

(3)空间向量的直角坐标运算:

⑦空间两点间距离: ;

⑧空间线段 的中点M(x,y,z)的坐标: ;

⑨球面方程:

4、过定点O,作三条互相垂直的数轴,它们都以O为原点且一般具有相同的长度单位。这三条轴分别叫做z轴(横轴)、y轴(纵轴)、z轴(竖轴);统称坐标轴。通常把x轴和y轴配置在水平面上,而z轴则是铅垂线;它们的正方向要符合右手规则,即以这样的三条坐标轴就组成了一个空间直角坐标系,点O叫做坐标原点。

5、空间直角坐标系中的特殊点:

(1)点(原点)的坐标:(0,0,0);

(2)线(坐标轴)上的点的坐标: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)面(xOy平面、yOz平面、zOx平面)内的点的坐标:平面上的坐标为(x,y,0)、平面上的坐标为(0,y,z)、平面上的坐标为(x,0,z)

6、要使向量 与z轴垂直,只要z=0即可。事实上,要使向量 与哪一个坐标轴垂直,只要向量 的相应坐标为0即可。

7、空间直角坐标系中,方程x=0表示yOz平面、方程y=0表示zOx平面、方程z=0表示xOy平面,方程x=a表示平行于平面yOz的平面、方程y=b表示平行于平面zOx的平面、方程z=c表示平行于平面xOy平面;

8、只要将 和 代入,即可证明空间向量的运算法则与平面向量一样;

9、由空间向量基本定理可知,空间任一向量均可以由空间不共面的三个向量生成.任意不共面的三个向量 都可以构成空间的一个基底,此定理是空间向量分解的基础。

空间向量基本概念

空间向量是一个数学名词,是指空间中具有大小和方向的量。

具有大小和方向的量叫做向量。

1、空间的一个平移就是一个向量。

2、向量一般用有向线段表示,同向等长的有向线段表示同一或相等的向量。

3、空间的两个向量可用同一平面内的两条有向线段来表示。这是高三数学的知识点。

空间向量的定义与运算知识要点

空间向量(space vector)是空间中具有大小和方向的量。向量的大小叫做向量的长度或模(modulus)。 规定,长度为0的向量叫做零向量,记为 0. 模为1的向量称为单位向量。 与向量 a长度相等而方向相反的向量,称为 a的相反向量。记为- a 方向相等且模相等的向量称为相等向量。

中文名

空间向量

外文名

space vector

基本定理

1共线向量定理

两个空间向量a,b向量(b向量不等于0),a∥b的充要条件是存在唯一的 实数λ,使a=λb

2共面向量定理

如果两个向量a,b不共线,则向量c与向量a,b共面的 充要条件是:存在唯一的一对实数x,y,使c=ax+by

3 空间向量分解定理

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p=xa+yb+zc。

任意不共面的三个向量都可作为空间的一个基底,零向量的表示唯一。

卦限

三个坐标面把 空间分成八个部分,每个部分叫做一个卦限。含有x轴 正半轴、y轴正半轴、z轴正半轴的卦限称为第一卦限,其他第二、三、四卦限,在xoy面的上方,按 逆时针方向确定。在第一、二、三、四卦限下面的部分分别称为第五、六、七、八卦限。[1]

空间向量的八个卦限的符号

x

+

-

-

+

+

-

-

+

y

+

+

-

-

+

+

-

-

z

+

+

+

+

-

-

-

-

问题

立体几何的计算和证明常常涉及到二大问题:一是位置关系,它主要包括线线垂直,线面垂直,线线平行,线面平行;二是度量问题,它主要包括点到线、点到面的距离,线线、线面所成角,面面所成角等。这里比较多的主要是用向量证明线线、线面垂直及计算线线角,而如何用向量证明线面平行,计算点到平面的距离、线面角及面面角的例题不多,起到一个抛砖引玉的作用。

常识

以下用向量法求解的简单常识:

1、空间一点P位于平面MAB的充要条件是存在唯一的 有序实数对x、y,使得PM=xPA+yPB

2、对空间任一点O和不共线的三点A,B,C,若:OP=xOA+yOB+zOC(其中x+y+z=1),则四点P、A、B、C共面.

3、利用向量证a∥b,就是分别在a,b上取向量a=λb(λ∈R).

4、利用向量证a⊥b,就是分别在a,b上取向量a·b=0 .

5、利用向量求两直线a与b的夹角,就是分别在a,b上取a,b,求:a,b的问题.

6、利用向量求距离即求向量的模问题.

7、利用坐标法研究线面关系或求角和距离,关键是建立正确的空间直角坐标系,正确表达已知点的坐标.

计算

第一步:

按照图形建立三维坐标系O-xyz

空间向量

之后,将点的坐标带进去,求出所需向量的坐标。

第二步:

求平面的法向量:

令法向量n=(x,y,z)

因为法向量垂直于此平面

所以n垂直于此面内两相交直线(其方向向量为a,b)

可列出两个方程n·a=0,n·b=0

两个方程,三个未知数

然后根据计算方便

取z(或x或y)等于一个数(如:1,√2等)

代入即可求出面的一个法向量n的坐标了.

会求法向量后

1.斜线与平面所成的角就是求出斜线的方向向量与平面的法向量n的夹角,所求角为上述夹角的余角或者夹角减去π/2.

2.点到平面的距离就是求出该面的法向量n在平面上任取(除被求点在该平面的射影外)一点,

求出平面外那点和你所取的那点所构成的向量,记为a

点到平面的距离就是法向量n与a的数量积的绝对值|n·a|除以法向量的模|n|即得所求.

3.二面角的求法就是求出两个平面的法向量

可以求出两个法向量的夹角为两向量的数量积除以两向量模的乘积 :cosn,m=|n·m|/(|n||m|)

那么二面角就是上面求的两法向量的夹角或者它的补角。

4.设直线l,m的方向向量分别为a,b,平面α,β的法向量分别为μ,ν则

线线平行 l∥m=a∥b=a=kb

线面平行 l∥α=a⊥μ=a·μ=0

面面平行α∥β=μ∥ν=μ=kν

空间向量

线线垂直 l⊥m=a⊥b=a·b=0

线面垂直 l⊥α=a∥μ=a=kμ

面面垂直α⊥β=μ⊥ν=μ·ν=0

5.向量的坐标运算:设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则

1.|a|=√(x1²+y1²)

2.a+b=(x1+x2,y1+y2)

3.a-b=(x1-x2,y1-y2)

4.ka=k(x1,y1)=(kx1,ky1)

5.a·b=x1x2+y1y2

6.a∥b=x1y2=x2y1(一般写为:x1y2-x2y1=0)

7.a⊥b=a·b=0=x1x2+y1y2=0

8.cosa,b=(a·b)/(|a|·|b|)=(x1x2+y1y2) / [ √(x1²+y1²)·√(x2²+y2²) ]

注:x1中的1为下标,以此类推

空间向量与立体几何知识点有哪些?

如下:

共线向量:如果表示空间向量的有向线段所在的直线平行或重合,那么这些向量也叫作共线向量或平行向量,a平行于b ,记作b// a。 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=λb 。

空间向量的概念:在空间,我们把具有大小和方向的量叫作向量。 向量一般用有向线段表示同向等长的有向线段表示同一或相等的向量。 向量具有平移不变性。

共面向量:一般地,能平移到同一平面内的向量叫作共面向量。 说明:空间任意的两向量都是共面的。

空间向量与立体几何知识考点

以向量为载体,运用向量的线性运算尤其是数量积的应用、证明平行、垂直等问题,以各种题型,尤其以解答题为主进行考查,利用空间向量数量积求解相应几何问题,建立适当的空间直角坐标系。

利用向量的坐标运算证明线线、线面、面面的平行于垂直,以及空间角与距离的求解问题,以解答题为主,多属于中档题。

利用向量数量积的有关知识解决几何问题,利用向量坐标运算考查平行、垂直、角、距离等几何问题是高考的热点。

  • 评论列表:
  •  离鸢怙棘
     发布于 2023-01-09 18:29:39  回复该评论
  • 有大小和方向的量。向量的大小叫做向量的长度或模(modulus)。 规定,长度为0的向量叫做零向量,记为 0. 模为1的向量称为单位向量。 与向量 a长度相等而方向相反的向量,称为 a的相反向量。记为- a 方向相等且模相等的

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