、利用向量处理平行与垂直问题
例 1、 在直三棱柱 ABC A 1B 1C 1中， ACB 900 , BAC 300, BC 1,A 1A 6,M 练习：棱长为 a 的正方体 ABCD —A 1B 1C 1D 1中，在棱 DD 1上是否存在点 P 使B 1D ⊥ 面 PAC ？
例 2 如图，已知矩形 ABCD 和矩形 ADEF 所在平面互相垂直，点 M ,N 分别在对
11
角线 BD, AE 上，且 BM BD,AN AE ,求证： MN //平面CDE
33
练习 1、在正方体 ABCD A 1B 1C 1D 1中,E,F 分别是 BB 1, ,CD 中点，求证： D 1F 平面
ADE
是 CC 1 得中点。求证： A 1
B AM
y
z
A 1
D
F
2 、 如 图 ， 在 底 面 是 菱 形 的 四 棱 锥 P —ABCD 中 , ABC 60 ， PA
AC a,PB PD 2a,点 E 在PD 上,且 PE:ED= 2: 1.在棱 PC 上是否存在一点 F, 使
BF ∥平面 AEC? 证明你的结论 .
ABCD A 1B 1C 1D 1中, F 分别是 BC 的中点，点 E 在 D 1C 1上,且
1
1
D 1C 1,试求直线
E 1
F 与平面 D 1AC 所成角的
大小
4
、利用空间向量求空间的角的问题 例 1 在正方体 D 1F 1= 1D 1C 1，
4
求 BE 1与 DF 1所成的角的大小。
例 2 在正方体
D 1 E
1
例 3 在正方体 ABCD A 1B 1C 1D 1中, 求二面角 A 1
BD ABCD A 1B 1C 1D 1 中,E 1，F 1
z
y
x
C 1的大小。
例 4 已知 E,F 分别是正方体 ABCD A 1B 1C 1D 1的棱 BC 和 CD 的中点，求：
1）A 1D 与 EF 所成角的大小；
2）A 1F 与平面 B 1EB 所成角的大小； 3）二面角 C D 1B 1 B 的大小。
三、利用空间向量求空间的距离的问题
例 1 直三棱柱 ABC- A 1B 1C 1的侧棱 AA 1= 3，底面 ΔABC 中，∠C=90°，AC=BC=1， 求点 B 1到平面 A 1BC 的距离。
例 2 如图，四面体 ABCD 中，O 、E 分别是 BD 、BC 的中点，CA CB CD
AD 2
（I ）求证： AO 平面 BCD ；
II ）求异面直线 AB 与 CD 所成角的大小；
（III ）求点 E 到平面 ACD 的距离。
例 3 如图，直二面角 D-AB-E 中，四边形 ABCD 是边长为 2 的正方形，AE ＝EB ，
F 为 CE 上的点，且 BF ⊥平面 ACE ． （Ⅰ）求证： AE ⊥平面 BCE ； （Ⅱ）求二面角 B-AC-E 的大小； （Ⅲ）求点 D 到平面 ACE 的距离。
AB z
B
C
D
A
B
A 1
C 1
BD 2
C
B
空间向量与立体几何考点系统复习
一、利用向量处理平行与垂直问题（特别是探索性问题） 例 1、 在直三棱柱
ABC A 1B 1C 1中， ACB 900 , BAC
11
角线BD, AE 上，且 BM BD,AN AE ,求证： MN //平面CDE
33
证明：建立如图所示空间坐标系，设 AB,AD,AF 长分别为 3a,3b,3c
NM NA AB BM (2a,0, c) 又平面 CDE 的一个法向量 AD (0,3b,0) 由 NM AD 0 得到 NM AD
因为 MN 不在平面 CDE 内
300, BC 1,A 1A 6,M
是 CC 1 得中点。求证： A 1B AM
证明：如图，建立空间坐标系
A 1( 3,0, 6 ), B(0,1,0), A( 3 ,0,0), M (0,0, 26)
6
AM ( 3,0, 6), A 1B ( 3,1, 6)
2 1
AM A 1 B 0
练习：棱长为 a 的正方体 ABCD —A 1B 1C 1D 1中，在棱 DD 1上是否存在点 P 使B 1D ⊥ 面 PAC ？
解：以 D 为原点建立如图所示的坐标系， 设存在点 P （ 0， 0， z ），
uuur
AP =（-a,0,z ）， uuur
uuuur AC =(- a, a,0)， DB 1
z D 1
A 1
C 1
∵B 1D ⊥ 面 PAC ，
DB 1 AP 0
DB 1 AC 0 ∴－a 2+az=0 ∴z=a ，即点 P 与 D 1重合
∴点 P 与 D 1 重合时， DB 1⊥面 PAC
例 2 如图，已知矩形 ABCD 和矩形 ADEF 所在平面互相垂直，点 M ,N 分别在对
x A
y
B 1
P D
B
F
N
A
B
M
所以NM//平面
CDE
练习1、在正方体ABCD A1B1C1D1中,E,F 分别是BB1, ,CD中点，求证：D1F 平面ADE
2 、如图，在底面是菱形的四棱锥P—ABCD 中, ABC 60 ，
PA AC a,PB PD 2a,点E在PD上,且PE:ED= 2: 1.在棱PC上是否存在一点
F, 使BF∥平面AEC? 证明你的结
论.
解答：根据题设条件，结合图形容易得
到：
3a a 2a a
B( , ,0), D(0,a,a), E(0, , )
2 2
3 3
3a a
C( , ,0), P(0,0,a)
22
3a a
, ,a)
2
F
( 3 a
(2
CP ( 2
假设存在点
CF CP
BF BC CF
a
2 , a)。
3a
3
2
a ,(1 2)a,
又AE (0 23a,a3)
3a a
AC ( 23a ,2a,0)
则必存在实
数
2 使得BF 1 AC 2 AE ，把以上向量得坐标形式代入
得
3a
2
(1 )a
2
2a
a
3
3 1a
2
1a 2 2a
23
1
2
1
2
3
2
即有BF12AC 3 AE
2
所以，在棱PC 存在
点
F
，
即PC 中点，能够使BF∥平面
AEC。
、利用空间向量求空间的角的问题
1
例 1 在正方体ABCD A1B1C1D1 中,E1，F1分别在A1B1,,C1D1上，且E1B1= A1B1，
4
1
D1F1=1D1C1，求BE1与DF1所成的角的大小。
4
解：设正方体棱长为4，以DA,DC,DD1 为正交基底，建立如图所示空间坐标系D xyz
BE1 (0, 1,4) , DF1 (0,1,4) ，BE1 DF1 ＝15
BE1 DF1 cos BE1, DF1
|BE1 ||DF1| 15 17
例 2 在正方体ABCD A1B1C1D1中, F 分别是BC的中点， A 1x D1E1 1D1C1,试求直线E1F与平面D1AC所成角的大小4
y G
解：设正方体棱长为 1，以DA,DC,DD 1 为单位正交基底，建立如图所示坐标系
D-xyz
DB 1 为 D 1AC 平面的法向量， DB 1 (1,1,1) 13
E 1
F ( , , 1)
24 cos DB 1 ,E 1F
1 1
87
所以直线 E 1F 与平面 D 1AC 所成角的正弦值为 87
87
例 3 在正方体 ABCD A 1B 1C 1D 1中, 求二面角 A 1
解： 求出平面 A 1BD 与平面 C 1BD 的法向量 n 1 (1, 1,1), n 2 ( 1,1,1)
n 1 n
2
1
cos n 1,n 2
|n 1 ||n 2 | 3
例 4 已知 E,F 分别是正方体 ABCD A 1B 1C 1D 1的棱 BC 和 CD 的中点，求： （1）A 1D 与 EF 所成角的大小；
（2）A 1F 与平面 B 1EB 所成角的大小； （3）二面角 C D 1B 1 B 的大小。
解：设正方体棱长为 1，以DA,DC,DD 1 为单位正交基底，建立如图所示坐标系
BD C 1 的大小。
x
空间向量 一、向量的基本概念与运算 1.定义：在空间内，把具有大小和方向的量叫空间向量，可用有向线段来表示．用同向且 等长的有向线段表示同一向量或相等的向量． 2.零向量：起点与终点重合的向量叫做零向量，记为0或0． 3.书写：在手写向量时，在字母上方加上箭头，如a ，AB ． 4.模：表示向量a 的有向线段的长度叫做向量的长度或模，记作||a 5.方向：有向线段的方向表示向量的方向． 6.基线：有向线段所在的直线叫做向量的基线． 7.平行向量：如果空间中一些向量的基线互相平行或重合，则这些向量叫做共线向量或平 行向量．a 平行于b 记为a b ∥． 8.向量运算：与平面向量类似； 二、空间向量的基本定理 1.共线向量定理：对空间两个向量a ，b （0b ≠），a b ∥的充要条件是存在实数x ，使a xb =． 2.共面向量：通常我们把平行于同一平面的向量，叫做共面向量． 3.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 xa yb =+． 4.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 =++．表达式xa yb zc ++，叫做向量a ，b ，c 的线性表示式或线性组合．
注：上述定理中，a ，b ，c 叫做空间的一个基底，记作{}a b c ， ，，其中a b c ，，都叫做基向量． 由此定理知，空间任意三个不共面的向量都可以构成空间的一个基底． 三、向量的数量积 1.两个向量的夹角 已知两个非零向量a b ，，在空间任取一点O ，作OA a =，OB b =，则AOB ∠叫做向量a 与b 的夹角，记作a b ??， ．通常规定0πa b ??≤，≤．在这个规定下，两个向量的夹角就被唯一确定了，并且a b b a ??=??， ，．如果90a b ??=，°，则称a 与b 互相垂直，记作a b ⊥． 2.两个向量的数量积 已知空间两个向量a ，b ，定义它们的数量积（或内积）为：||||cos a b a b a b ?=??， 空间两个向量的数量积具有如下性质： 1）||cos a e a a e ?=??，；（2）0a b a b ??=； （3）2||a a a =?；（4）a b a b ?||≤||||． 空间两个向量的数量积满足如下运算律： 1）()()a b a b λλ?=?；（2）a b b a ?=?；（3）()a b c a c b c +?=?+?． 四、空间向量的直角坐标运算 前提：建立空间直角坐标系Oxyz ，分别沿x 轴，y 轴，z 轴的正方向引单位向量i j k ，，，这三个互相垂直的单位向量构成空间向量的一个基底{}i j k ，，，这个基底叫做单位正交基底． 空间直角坐标系Oxyz ，也常说成空间直角坐标系[]O i j k ；， ，． 1.坐标 在空间直角坐标系中，已知任一向量a ，根据空间向量分解定理，存在唯一数组123()a a a ，，，使123a a i a j a k =++，1a i ，2a j ，3a k 分别叫做向量a 在i j k ，， 方向上的分量，有序实数组123()a a a ，，叫做向量a 在此直角坐标系中的坐标．上式可以简记作123()a a a a =，，． 若123()a a a a =， ，，123()b b b b =，，， 则：112233()a b a b a b a b +=+++， ，；112233()a b a b a b a b -=---，，；
空间向量及其运算 基础知识梳理 1.空间向量的有关概念 (1)空间向量：在空间中，具有________和________的量叫做空间向量. (2)相等向量：方向________且模________的向量. (3)共线向量：表示空间向量的有向线段所在的直线互相______________的向量. (4)共面向量：________________________________的向量. 2.共线向量、共面向量定理和空间向量基本定理 (1)共线向量定理 对空间任意两个向量a ，b (b ≠0)，a ∥b 的充要条件是________________________. 推论 如图所示，点P 在l 上的充要条件是： OP →＝OA →＋t a ①其中a 叫直线l 的方向向量，t ∈R ，在l 上取AB →＝a ， 则①可化为OP →＝________或OP →＝(1－t )OA →＋tOB →. (2)共面向量定理的向量表达式：p ＝____________，其中x ，y ∈R ，a ， b 为不共线向量，推论的表达式为MP →＝xMA →＋yMB →或对空间任意一点 O ，有OP →＝____________或OP →＝xOM →＋yOA →＋zOB →，其中x ＋y ＋z ＝ ______. (3)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 ，存在有序实数组{x ，y ，z }，使得p ＝____________，把{a ，b ，c }叫做空间的一个基底. 3.空间向量的数量积及运算律 (1)数量积及相关概念 ①两向量的夹角 已知两个非零向量a ，b ，在空间任取一点O ，作OA →＝a ，OB →＝b ，则∠AOB 叫做向 量a 与b 的夹角，记作____________，其范围是____________，若〈a ，b 〉＝π2 ，则称a 与b __________，记作a ⊥b . ②两向量的数量积 已知空间两个非零向量a ，b ，则____________叫做向量a ，b 的数量积，记作__________，即__________________. (2)空间向量数量积的运算律 ①结合律：(λa )·b ＝____________；②交换律：a·b ＝__________； ③分配律：a·(b ＋c )＝__________. 4.空间向量的坐标表示及应用 (1)数量积的坐标运算 设a ＝(a 1，a 2，a 3)，b ＝(b 1，b 2，b 3)，则a·b ＝________________. (2)共线与垂直的坐标表示 设a ＝(a 1，a 2，a 3)，b ＝(b 1，b 2，b 3)， 则a ∥b ?______________?____________，____________，______________， a ⊥b ?__________?________________________(a ，b 均为非零向量). (3)模、夹角和距离公式 设a ＝(a 1，a 2，a 3)，b ＝(b 1，b 2，b 3)， 则|a |＝a·a ＝__________________，
第十三章空间向量 1．理解空间向量的概念；掌握空间向量的加法、减法和数乘． 2．了解空间向量的基本定理；理解空间向量坐标的概念；掌握空间向量的坐标运算． 3．掌握空间向量的数量积的定义及其性质；掌握用直角坐标计算空间向量数量积的公式；掌握空间两点间的距离公式． 理解空间向量的夹角的概念；掌握空间向量的数量积的概念、性质和运算律；了解空间向量的数量积的几何意义；掌握空间向量的数量积的坐标形式；能用向量的数量积判断向量的共线与垂直 第1课时 空间向量及其运算 空间向量是平面向量的推广．在空间，任意两个向量都可以通过平移转化为平面向量．因此，空间向量的加减、数乘向量运算也是平面向量对应运算的推广． 本节知识点是： 1．空间向量的概念，空间向量的加法、减法、数乘运算和数量积； (1) 向量：具有和的量． (2) 向量相等：方向且长度． (3) 向量加法法则：． (4) 向量减法法则：． (5) 数乘向量法则：． 2．线性运算律 (1) 加法交换律：a ＋b ＝． (2) 加法结合律：(a ＋b )＋c ＝． (3) 数乘分配律：λ(a ＋b )＝． 3．共线向量 (1)共线向量：表示空间向量的有向线段所在的直线互相或． (2) 共线向量定理：对空间任意两个向量a 、b (b ≠0)，a ∥b 等价于存在实数λ，使． 基础过关 知识网络 考纲导读 高考导航 空间向量 定义、加法、减法、数乘运算 数量积 坐标表示：夹角和距离公式 求距离 求空间角 证明平行与垂直
(3) 直线的向量参数方程：设直线l 过定点A 且平行于非零向量a ，则对于空间中任意一点O ，点P 在l 上等价于存在R t ∈，使． 4．共面向量 (1) 共面向量：平行于的向量． (2) 共面向量定理：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(y x ,)，使P ． 共面向量定理的推论：． 5．空间向量基本定理 (1) 空间向量的基底：的三个向量． (2) 空间向量基本定理：如果a ，b ，c 三个向量不共面，那么对空间中任意一个向量p ，存在一个唯一的有序实数组z y x ,,，使． 空间向量基本定理的推论：设O ，A ，B ，C 是不共面的的四点，则对空间中任意一点P ，都存在唯一的有序实数组z y x ,,，使． 6．空间向量的数量积 (1) 空间向量的夹角：． (2) 空间向量的长度或模：． (3) 空间向量的数量积：已知空间中任意两个向量a 、b ，则a ·b ＝． 空间向量的数量积的常用结论： (a) cos 〈a 、b 〉＝； (b) ?a ?2＝； (c) a ⊥b ?． (4) 空间向量的数量积的运算律： (a ) 交换律a ·b ＝； (b ) 分配律a ·(b ＋c )＝． ABCD —A 1B 1C 1D 1中，点F 是侧面CDD 1C 1的中心，若1AA y x ++=，求x －y 的值. 解：易求得0,2 1 =-∴==y x y x 变式训练1.在平行六面体1111D C B A ABCD -中，M 为AC 与BD 的交点，若=11B A a ，=11D A b ， =A 1c ，则下列向量中与B 1相等的向量是 ( ) A ．-2 1a ＋2 1b ＋c B ．2 1a ＋2 1b ＋c C ．2 1a -2 1b ＋c D ．-2 1a -2 1b ＋c 解：A 例2.底面为正三角形的斜棱柱ABC －A 1B 1C 1中，D 为AC 的中点， 求证：AB 1∥平面C 1BD. 证明：记,,,1c AA b AC a AB ===则 A B C D A 1 B 1
高中数学空间向量之--平面法向量的求法及其应用 一、 平面的法向量 1、定义：如果α⊥→ a ，那么向量→ a 叫做平面α的法向量。平面α的法向量共有两大类（从方向上分），无数条。 2、平面法向量的求法 方法一(内积法):在给定的空间直角坐标系中，设平面α的法向量(,,1)n x y =[或(,1,)n x z =，或( 1,,)n y z =]，在平面α内任找两个不共线的向量,a b 。由n α⊥，得0n a ?=且0n b ?=，由此得到关于,x y 的方程组，解此方程组即可得到n 。 方法二：任何一个z y x ,,的一次次方程的图形是平面；反之，任何一个平面的方程是z y x ,,的一次方程。 0=+++D Cz By Ax )0,,(不同时为C B A ，称为平面的一般方程。其法向量),,(C B A n =→ ;若平面与3个坐 标轴的交点为),0,0(),0,,0(),0,0,(321c P b P a P ,如图所示,则平面方程为:1=++c z b y a x ,称此方程为平面的截距式方程，把它化为一般式即可求出它的法向量。 方法三(外积法): 设 , 为空间中两个不平行的非零向量，其外积→ → ?b a 为一长度等于θsin ||||→ → b a ，（θ 为 ,两者交角，且πθ<<0），而与 , 皆垂直的向量。通常我们采取「右手定则」，也就是右手四指由 的方向转为 的方向时，大拇指所指的方向规定为→→?b a 的方向,→ →→→?-=?a b b a 。 :),,,(),,,(222111则设z y x b z y x a ==→ → ??=?→ → 21y y b a ,2 1z z 21x x - ,21z z 21x x ???? 21y y （注：1、二阶行列式:c a M = cb ad d b -=；2、适合右手定则。 ） 例1、 已知，)1,2,1(),0,1,2(-==→ → b a ， 试求（1）：;→ → ?b a （2）：.→ →?a b Key: (1) )5,2,1(-=?→ → b a ;)5,2,1()2(-=?→ → a b 例2、如图1-1,在棱长为2的正方体1111ABCD A B C D -中， 求平面AEF 的一个法向量n 。 )2,2,1(:=?=→ →→AE AF n key 法向量
一、利用向量处理平行与垂直问题 例1、 在直三棱柱111C B A ABC -中，090=∠ACB , 030=∠BAC ,M A A BC ,6,11==是1CC 得中点。求证：AM B A ⊥1 练习：棱长为a 的正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中，在棱DD 1上是否存在点P 使B 1D ⊥面P AC ？ 例2 如图，已知矩形ABCD 和矩形ADEF 所在平面互相垂直，点N M ,分别在对角线AE BD ,上，且AE AN BD BM 3 1,31==,求证：//MN 平面CDE 练习1、在正方体1111D C B A ABCD -中,E,F 分别是BB 1,,CD 中点，求证：D 1F ⊥平面ADE
2、如图，在底面是菱形的四棱锥P —ABCD 中, ?=∠60ABC ， ,2,a PD PB a AC PA ====点E 在PD 上,且PE :ED = 2: 1.在棱PC 上是否存在一点 F, 使BF ∥平面AEC?证明你的结论. 二、利用空间向量求空间的角的问题 例1 在正方体1111D C B A ABCD -中,E 1，F 1分别在A 1B 1,,C 1D 1上，且E 1B 1=4 1A 1B 1，D 1F 1=4 1D 1C 1，求BE 1与DF 1所成的角的大小。 例2 在正方体1111D C B A ABCD -中, F 分别是BC 的中点，点E 在D 1C 1上,且 = 11E D 41 D 1C 1,试求直线 E 1 F 与平面D 1AC 例3 在正方体1111D C B A ABCD -中,求二面角1C BD A --的大小。
、利用向量处理平行与垂直问题 例 1、 在直三棱柱 ABC A 1B 1C 1中， ACB 900 , BAC 300, BC 1,A 1A 6,M 练习：棱长为 a 的正方体 ABCD —A 1B 1C 1D 1中，在棱 DD 1上是否存在点 P 使B 1D ⊥ 面 PAC ？ 例 2 如图，已知矩形 ABCD 和矩形 ADEF 所在平面互相垂直，点 M ,N 分别在对 11 角线 BD, AE 上，且 BM BD,AN AE ,求证： MN //平面CDE 33 练习 1、在正方体 ABCD A 1B 1C 1D 1中,E,F 分别是 BB 1, ,CD 中点，求证： D 1F 平面 ADE 是 CC 1 得中点。求证： A 1 B AM y z A 1 D F
2 、 如 图 ， 在 底 面 是 菱 形 的 四 棱 锥 P —ABCD 中 , ABC 60 ， PA AC a,PB PD 2a,点 E 在PD 上,且 PE:ED= 2: 1.在棱 PC 上是否存在一点 F, 使 BF ∥平面 AEC? 证明你的结论 . ABCD A 1B 1C 1D 1中, F 分别是 BC 的中点，点 E 在 D 1C 1上,且 1 1 D 1C 1,试求直线 E 1 F 与平面 D 1AC 所成角的 大小 4 、利用空间向量求空间的角的问题 例 1 在正方体 D 1F 1= 1D 1C 1， 4 求 BE 1与 DF 1所成的角的大小。 例 2 在正方体 D 1 E 1 例 3 在正方体 ABCD A 1B 1C 1D 1中, 求二面角 A 1 BD ABCD A 1B 1C 1D 1 中,E 1，F 1 z y x C 1的大小。
高考数学复习题库空间向量及其运算 空间向量及其运算 一.选择题 1.若{a，b，c}为空间的一组基底，则下列各项中，能构成基 底的一组向量是( ). A.{a，a＋b，a－b} B.{b，a＋b，a－b} C.{c，a＋b，a－b} D.{a＋b，a－b，a＋2b} 解析若c.a＋b.a－ b共面，则c＝λ(a＋b)＋m(a－b)＝(λ＋m)a＋(λ－m)b，则 a.b.c为共面向量，此与{a，b，c}为空间向量的一组基底矛盾， 故c，a＋b，a－b可构成空间向量的一组基底. 答案 C 2.以下四个命题中正确的是( ). A.空间的任何一个向量都可 用其他三个向量表示 B.若{a，b，c}为空间向量的一组基底，则 {a＋b，b＋c，c＋a}构成空间向量的另一组基底 C.△ABC为直角 三角形的充要条件是·＝0 D.任何三个不共线的向量都可构成空 间向量的一组基底解析若a＋b.b＋c.c＋a为共面向量，则a＋b ＝λ(b＋c)＋μ(c＋a)，(1－μ)a＝(λ－1)b＋(λ＋μ)c，λ， μ不可能同时为1，设μ≠1，则a＝b＋c，则a.b.c为共面向 量，此与{a，b，c}为空间向量基底矛盾. 答案 B 3.有下列命题：①若p＝xa＋yb，则p与a，b共面；②若 p与a，b共面，则p＝xa＋yb. ③若＝x＋y，则P，M，A.B共 面；④若P，M，A，B共面，则＝x＋y. 其中真命题的个数是( ). A.1 B.2 C.3 D.4 解析其中①③为正确命题. 答案 B
4. 如图，在底面ABCD为平行四边形的四棱柱ABCD－ A1B1C1D1中，M是AC与BD的交点，若＝a，＝b，＝c则下列向量中与相等的向量是( ) A.－a＋b＋c B.a＋b＋c C.a－b＋c D.－a－b＋c 解析＝＋＝＋＋＝－a＋b＋c. 答案 A 5.如图所示，已知空间四边形OABC，OB＝OC，且∠AOB＝ ∠AOC＝，则cos〈，〉的值为( ). A.0 B. C. D. 解析设＝a，＝b，＝c 由已知条件〈a，b〉＝〈a，c〉＝，且|b|＝ |c|，·＝a·(c－b)＝a·c－a·b ＝|a||c|－|a||b|＝0， ∴cos〈，〉＝0. 答案 A 6.如图，在大小为45°的二面角A－EF－D中，四边形ABFE，CDEF都是边长为1的正方形，则B，D两点间的距离是( ) A. B. C.1 D. 解析＝＋＋，∴||2＝||2＋||2＋||2＋2·＋2·＋2·＝1＋1＋1－＝3－，故||＝. 答案 D 7.下列命题中①若a∥b，b∥c，则a∥c；②不等式|a＋b|＜|a|＋|b|的充要条件是a与b不共线；③若非零向量c垂直于不共线的向量a和b，d＝λa＋μb(λ.μ∈R，且λμ≠0)，则c⊥d. 正确命题的个数是( ). A.0 B.1 C.2 D.3 解析只有命题③是正确命题. 答案 B 二.填空题 8.如图所示，已知空间四边形OABC，其对角线为OB.AC，M.N 分别为OA.BC的中点，点G在线段MN上，且＝2，若＝x＋y＋z，
y k i A(x,y,z) O j x z 辅导科目：数学 授课教师： 全国章 年级： 高二 上课时间： 教材版本：人教版 总课时： 已上课时： 课时 学生签名： 课 题 名 称 教 学 目 标 重点、难点、考点 教学步骤及内容 空间向量与立体几何 一、空间直角坐标系的建立及点的坐标表示 空间直角坐标系中的坐标：如图给定空间直角坐标系和向量a ，设,,i j k （单位正交基底） 为坐标向量，则存在 唯一的有序实数组123(,,)a a a ，使123a a i a j a k =++ ，有序实数组123(,,)a a a 叫作向量a 在 空间直角坐标系O xyz -中的坐标，记作123(,,)a a a a = ．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O A xi yj z k =++ ，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． 二、空间向量的直角坐标运算律 （1）若123(,,)a a a a = ，123(,,)b b b b = ， 则112233(,,)a b a b a b a b +=+++ ， 112233(,,)a b a b a b a b -=--- ，123(,,)()a a a a R λλλλλ=∈ ， 112233//,,()a b a b a b a b R λλλλ?===∈ ， （2）若111(,,)A x y z ，222(,,)B x y z ，则212121(,,)AB x x y y z z =--- ． 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）//a b b a λ?= 11 223 3()b a b a R b a λλλλ=?? ?=∈??=? 三、空间向量直角坐标的数量积 1、设b a ,是空间两个非零向量，我们把数量>2020届高三全国高考数学理科专题训练：空间向量(无答案)
空间向量 ● 高考复习 考点知识汇集 一、空间向量的含义 1、定义：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。 2、规定：①长度为0的向量叫做零向量，记为0 ； ②模为1的向量称为单位向量； ③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 ④方向相等且模相等的向量称为相等向量。 3、性质：向量具有平移不变性。 二、空间向量的坐标表示 1、空间直角坐标系Oxyz 是过空间定点O （原点）作三条互相垂直的数轴，具有相同的单位长度。 ①三条数轴分别称为x 轴(横轴：单位长度i )、y 轴(纵轴：单位长度j )、z 轴(竖 轴：单位长度k )，统称为坐标轴； ②由坐标轴确定的平面叫坐标平面。 2、设点P 为空间的一个定点，过点P 分别作垂直于x 、y 、z 轴的平面，依次交x 、y 、z 轴于点M 、Q 、R 。设点M 、Q 、R 在x 、y 、z 轴上的坐标分别为x 、y 、z ，那么就得到与点P 对应惟一确定的有序实数组 z y x ，，。 3、向量P （O 为原点）的坐标记作： = z y x ，， = k z j y i x 。
4、①点A （x ，y ，z ）：关于x 轴的对称点为（x ，y ，z ）；关于xOy 平面的对称点为（x ，y ，z ）。 ②在y 轴上的点设为（0，y ，0）；在平面yOz 中的点设为（0，y ，z ）。 5、若空间的一个基底的三个基向量互相垂直，且长度为1，这个基底叫单位正交基底，用 k j i ，，表示。空间中任一向量 z y x k z j y i x a ，， 。 三、空间向量的直角坐标运算公式 设： 321a a a a ，， ， 321b b b b ，， 1、法则 ①向量和运算： 332211b a b a b a a b b a ，， 向量差运算： 332211b a b a b a b a ，， 数乘运算： 321a a a a ，， R 数乘分配律： b a b a 332211b a b a b a ，， R 数量积运算、交换律：332211b a b a b a a b b a ? ? ； 2a = 2 3 2221a a a a a ? b a b a b a ? ? ? ②不满足乘法结合律： c b a c b a ?? ?? 2、共线向量 ①含义：空间中，有向线段所在的直线平行或重合，这些向量叫共线向量或平行向量。
空间向量与立体几何总复习一、知识网络构建 二、课标及考纲要求
三、知识要点及考点精析 （一）空间向量及其运算 1．空间向量的概念 在空间，我们把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． 还需要掌握的几个相关的概念包括相等向量、零向量、共线向量等． 2．空间向量的线性运算 （1）空间向量的加法、减法和数乘运算 平面向量中的三角形法则和平行四边形法则同样适用于空间向量的加（减）法运算．加法运算对于有限个向量求和，交换相加向量的顺序其和不变．三个不共面的向量的和等于以这三个向量为邻边的平行六面体的对角线所表示的向量．加法和数乘运算满足运算律： ①交换律，即a +b =b+a ； ②结合律，即()()+=+a +b c a b+c ； ③分配律，即()λμλμ+a =a +a 及()λλλ=+a +b a b （其中λμ，均为实数）． （2）空间向量的基本定理 ① 共线向量定理：对空间向量，a b (0)≠，b a b ∥的充要条件是存在实数λ，使 λa =b ．
② 共面向量定理：如果空间向量，a b 不共线，则向量c 与向量a,b 共面的充要条件是，存在惟一的一对实数x y ，，使c =x y a +b ． ③ 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 ，存在有序实数组x ，y ，z ，使x y z p =a +b +c ．其中{}，，a b c 是空间的一个基底，a , b , c 都叫做基向量，该定理可简述为：空间任一向量p 都可以用一个基底{}，，a b c 惟一线性表示（线性组合）． （3）两个向量的数量积 两个向量的数量积是a ?b= |a||b|cos，数量积有如下性质： a , b , c ① a ?e= |a|cos（e 为单位向量）； ② a ⊥a ?a ?b=0； ③ a ?a=|a|2； ④ |a ?b|≤| a||b|． 数量积运算满足运算律： ①交换律，即a ?b= b ?a ； ②与数乘的结合律，即（λa ）?b=λ（a ?b ）； ③分配律，即（a+b ） ?c =a ?c +b ?c ． 3．空间向量的坐标运算 （1）给定空间直角坐标系xyz O -和向量a ，存在惟一的有序实数组使123a a a a =i +j +k ，则123()a a a ，，叫作向量a 在空间的坐标，记作123()a a a ，，a =． （2）空间向量的直角坐标运算律 ①若123123()()a a a b b b ，，，，，a =b =，则a +b 112233()a b a b a b =+++，，， -a b 112233()a b a b a b =---，，，123()a a a λλλλ=，，a ，a ?b ),,(332211b a b a b a =．