空间向量与立体几何知识点归纳总结 学生版
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立体几何与空间向量知识点归纳总结一、立体几何知识点1、柱、锥、台、球的结构特征(1)棱柱的定义:有两个面是对应边平行的全等多边形,其余各面都是四边形,且相邻四边形的公共边都平行,由这些面围成的几何体叫棱柱。
棱柱的性质:侧面都是平行四边形;侧棱都平行,侧棱长都相等。
直棱柱:侧棱垂直底面的棱柱叫直棱柱。
正棱柱:底面是正多边形的直棱柱叫正棱柱。
(2)棱锥的定义:有一个面是多边形,其余各面都是三角形,由这些面围成的几何体叫棱锥。
棱柱的性质:平行于底面的截面与底面相似,其相似比等于顶点到截面的距离与高的比。
(3)棱台的定义:用平行于底面的平面截棱锥,截面与底面的部分叫棱台。
棱台的性质:①上下底面平行且是相似的多边形;②侧面是梯形;③侧棱交于原棱锥的顶点。
(4)圆柱的定义:以矩形的一边所在的直线为轴旋转,其余三边旋转所围成的几何体叫圆柱。
圆柱的性质:①底面是全等的圆;②母线与轴平行;③轴与底面圆的半径垂直;④侧面展开图是一个矩形。
(5)圆锥的定义:以直角三角形的一条直角边为旋转轴,旋转一周所围成的几何体叫圆锥。
圆锥的性质:①底面是一个圆;②母线交于圆锥的顶点;③侧面展开图是一个扇形。
(6)圆台的定义:以直角梯形的垂直于底边的腰为旋转轴,旋转一周所围成的几何体叫圆台。
圆台的性质:①上下底面是两个圆;②侧面母线交于原圆锥的顶点;③侧面展开图是一个扇环形。
(7)球体的定义:以半圆的直径所在直线为旋转轴,半圆面旋转一周形围成的几何体叫球。
球的性质:①球的截面是圆;②球面上任意一点到球心的距离等于半径。
2、柱体、锥体、台体的表面积与体积(1)几何体的表面积为几何体各个面的面积之和。
(2)特殊几何体表面积公式(c 为底面周长,h 为高,'h 为斜高,l 为母线)ch S =直棱柱侧面积rhS π2=圆柱侧'21ch S =正棱锥侧面积 rlS π=圆锥侧面积')(2121h c c S +=正棱台侧面积 l R r S π)(+=圆台侧面积 ()l r r S +=π2圆柱表 ()l r r S +=π圆锥表 ()22R Rl rl r S +++=π圆台表(3)柱体、锥体、台体的体积公式V Sh =柱 2V S h r h π==圆柱 13V S h =锥 h r V 231π=圆锥'1()3V S S h =+台 '2211()()33V S S h r rR R h π=+=++圆台(4)球体的表面积和体积公式:V 球=343R π ; S 球面=24Rπ3、平面及基本性质公理1 ααα⊂⇒∈∈∈∈l B A l B l A ,,, 公理2 若βα∈∈P P ,,则a =⋂βα且α∈P公理3 不共线三点确定一个平面(推论1直线和直线外一点,2两相交直线,3两平行直线)4、空间两直线的位置关系共面直线:相交、平行(公理4) 异面直线 5、异面直线(1)对定义的理解:不存在平面α,使得α⊂a 且α⊂b (2)判定:反证法(否定相交和平行即共面) 判定定理:15P★(3)求异面直线所成的角:①平移法 即平移一条或两条直线作出夹角,再解三角形.②向量法 |||||,cos |cos b a =><=θ (注意异面直线所成角的范围]2,0(π(4)证明异面直线垂直,①通常采用三垂线定理及逆定理或线面垂直关系来证明;②向量法 0=⋅⇔⊥(5)求异面直线间的距离:大纲仅要求掌握已给出公垂线或易找出公垂线的有关问题计算.6、 直线与平面的位置关系1、直线与平面的位置关系A a a a =⋂⊂ααα,//,2、直线与平面平行的判定(1)判定定理: ααα////b a a b b ⇒⎪⎭⎪⎬⎫⊂⊄ (线线平行,则线面平行17P )(2)面面平行的性质:βαβα////a a ⇒⎭⎬⎫⊂ (面面平行,则线面平行) 3、直线与平面平行的性质b a b a a //,//⇒⎭⎬⎫=⋂⊂βαβα (线面平行,则线线平行18P )★4、直线与平面垂直的判定 (1)直线与平面垂直的定义的逆用a l a l ⊥⇒⎭⎬⎫⊂⊥αα, (2)判定定理:αα⊥⇒⎪⎭⎪⎬⎫=⋂⊂⊥⊥l A n m n m n l m l ,, (线线垂直,则线面垂直23P )(3)αα⊥⇒⎭⎬⎫⊥a b b a // (25P 练习 第6题) (4)面面垂直的性质定理:βαβαβα⊥⇒⎪⎭⎪⎬⎫⊥⊂=⋂⊥a l a a l , (面面垂直,则线面垂直51P )(5)面面平行是性质:βαβα⊥⇒⎭⎬⎫⊥l l // 5、射影长定理★6、三垂线定理及逆定理 线垂影⇔线垂斜7、 两个平面的位置关系:空间两个平面的位置关系 相交和平行8、两个平面平行的判定 (1)判定定理:βαβαα//,,//,//⇒⎭⎬⎫=⋂P b a b a b a (线线平行,则面面平行19P )(2)βαβα//⇒⎭⎬⎫⊥⊥l l 垂直于同一平面的两个平面平行 (3)βαγβγα////,//⇒ 平行于同一平面的两个平面平行 (21P 练习 第2题) 9、两个平面平行的性质(1)性质1:βαβα//,//a a ⇒⊂(2)面面平行的性质定理: b a b a //,//⇒⎭⎬⎫=⋂=⋂γβγαβα (面面平行,则线线平行20P )(3)性质2:βαβα⊥⇒⊥l l ,// 10、两个平面垂直的判定与性质(1)判定定理:βααβ⊥⇒⊂⊥a a , (线面垂直,则面面垂直50P )(2)性质定理:面面垂直的性质定理:βαβαβα⊥⇒⎪⎭⎪⎬⎫⊥⊂=⋂⊥a l a a l , (面面垂直,则线面垂直51P )12、 空间角:异面直线所成角(9.1);斜线与平面所成的角 )2,0(π(1)求作法(即射影转化法):找出斜线在平面上的射影,关键是作垂线,找垂足. (2)向量法:设平面α的法向量为,则直线AB 与平面α所成的角为θ,则|||||,cos |sin n AB =><=θ )2,0(πθ∈(3)两个重要结论最小角定理48P :21cos cos cos θθθ= ,,26P 例4 28P 第6题 13、空间距离:求距离的一般方法和步骤 (1)找出或作出有关的距离; (2)证明它符合定义;(3)在平面图形内计算(通常是解三角形) 求点到面的距离常用的两种方法 (1)等体积法——构造恰当的三棱锥;(2)向量法——求平面的斜线段,在平面的法向量上的射影的长度:d =直线到平面的距离,两个平行平面的距离通常都可以转化为点到面的距离求解 异面直线的距离① 定义:和两异面直线都垂直相交且夹在异面直线间的部分(公垂线段) ② 求法:法1 找出两异面直线的公垂线段并计算,法2 转化为点面距离向量法 d =(A ,B 分别为两异面直线上任意一点,为垂直于两异面直线的向量) 注意理解应用:θcos 22222mn d n m l ±++=二、空间向量知识点 1、空间向量的加法和减法:()1求两个向量差的运算称为向量的减法,它遵循三角形法则.即:在空间任取一点O ,作a OA =,b OB =,则a b BA =-.()2求两个向量和的运算称为向量的加法:在空间以同一点O 为起点的两个已知向量a 、b 为邻边作平行四边形C OA B ,则以O 起点的对角线C O 就是a 与b 的和,这种求向量和的方法,称为向量加法的平行四边形法则. 2、实数λ与空间向量a 的乘积a λ是一个向量,称为向量的数乘运算.当0λ>时,a λ与a 方向相同;当0λ<时,a λ与a 方向相反;当0λ=时,a λ为零向量,记为0.a λ的长度是a 的长度的λ倍.3、如果表示空间的有向线段所在的直线互相平行或重合,则这些向量称为共线向量或平行向量,并规定零向量与任何向量都共线.4、向量共线充要条件:对于空间任意两个向量a ,()0b b ≠,//a b 的充要条件是存在实数λ,使a b λ=.5、平行于同一个平面的向量称为共面向量.6、向量共面定理:空间一点P 位于平面C AB 内的充要条件是存在有序实数对x ,y ,使x y C A P =A B +A ;或对空间任一定点O ,有x y C O P =O A +AB +A ;或若四点P ,A ,B ,C 共面,则()1x y z C x y z O P =O A +O B +O ++=. 7、已知两个非零向量a 和b ,在空间任取一点O ,作a O A=,b OB =,则∠AOB 称为向量a ,b 的夹角,记作,a b 〈〉.两个向量夹角的取值范围是:[],0,a b π〈〉∈.8、对于两个非零向量a 和b ,若,2a b π〈〉=,则向量a ,b 互相垂直,记作a b ⊥.9、已知两个非零向量a 和b ,则cos ,a b a b 〈〉称为a ,b 的数量积,记作a b ⋅.即cos ,a b a b a b ⋅=〈〉.零向量与任何向量的数量积为0. 10、a b ⋅等于a 的长度a 与b 在a 的方向上的投影cos ,b a b 〈〉的乘积. 11、若a ,b 为非零向量,e 为单位向量,则有()1cos ,e a a e a a e ⋅=⋅=〈〉;()20a b a b ⊥⇔⋅=; ()3()()a b a b a b a b a b ⎧⎪⋅=⎨-⎪⎩与同向与反向,2a a a ⋅=,a a a =⋅; ()4c o s ,ab a b a b⋅〈〉=;()5a b a b ⋅≤.12、空间向量基本定理: 若三个向量a ,b ,c 不共面,则对空间任一向量p ,存在实数组{},,x y z ,使得p xa yb zc =++.13、空间任意三个不共面的向量都可以构成空间的一个基底. 14、设1e ,2e ,3e 为有公共起点O 的三个两两垂直的单位向量(称它们为单位正交基底),以1e ,2e ,3e 的公共起点O 为原点,分别以1e ,2e ,3e 的方向为x 轴,y 轴,z 轴的正方向建立空间直角坐标系xyz O .则对于空间任意一个向量p ,一定可以把它平移,使它的起点与原点O重合,得到向量p O P =.存在有序实数组{},,x y z ,使得123p x e y e z e =++.把x ,y ,z 称作向量p 在单位正交基底1e ,2e ,3e 下的坐标,记作(),,p x y z =.此时,向量p 的坐标是点P 在空间直角坐标系xyz O 中的坐标(),,x y z .15、设()111,,a x y z =,()222,,b x y z =,则()1()121212,,a b x x y y z z +=+++.()2()121212,,a b x x y y z z -=---. ()3()111,,a x y z λλλλ=.()4121212a b x x y y z z ⋅=++.()5若a 、b 为非零向量,则12121200a b a b x x y y z z ⊥⇔⋅=⇔++=.()6若b ≠,则12//,,a b a b xλλλλ⇔=⇔==.()721a a a x =⋅=+ ()821cos ,a b a b a bx ⋅〈〉==+.()9()111,,x y z A ,()222,,x y z B =,则(d x AB =AB =16、空间中平面α的位置可以由α内的两条相交直线来确定.设这两条相交直线相交于点O ,它们的方向向量分别为a ,b .P 为平面α上任意一点,存在有序实数对(),x y 使得xa yb OP =+,这样点O 与向量a ,b 就确定了平面α的位置.17、直线l 垂直α,取直线l 的方向向量a ,则向量a 称为平面α的法向量.18、若空间不重合两条直线a ,b 的方向向量分别为a ,b ,则////a b a b ⇔⇔()a b R λλ=∈,0a b a b a b ⊥⇔⊥⇔⋅=.19.0a n a n ⇔⊥⇔⋅=,//a a a n a n ααλ⊥⇔⊥⇔⇔=.20、若空间不重合的两个平面α,β的法向量分别为a ,b ,则////a b αβ⇔⇔a b λ=,0a b a b αβ⊥⇔⊥⇔⋅=.21、设异面直线a ,b 的夹角为θ,方向向量为a ,b ,其夹角为ϕ,则有cos cos a b a bθϕ⋅==.22、设直线l 的方向向量为l ,平面α的法向量为n ,l 与α所成的角为θ,l 与n 的夹角为ϕ,则有sin cos l n l nθϕ⋅==.23、设1n ,2n 是二面角l αβ--的两个面α,β的法向量,则向量1n ,2n 的夹角(或其补角)就是二面角的平面角的大小.若二面角l αβ--的平面角为θ,则1212cos n n n n θ⋅=.24、在直线l 上找一点P ,过定点A 且垂直于直线l 的向量为n ,则定点A 到直线l 的距离为cos ,n d n nPA ⋅=PA 〈PA 〉=.25、点A 与点B 之间的距离可以转化为两点对应向量AB 的模AB 计算.26、点P 是平面α外一点,A 是平面α内的一定点,n 为平面α的一个法向量,则点P 到平面α的距离为cos ,n d n nPA ⋅=PA 〈PA 〉=。
用空间向量判断空间中的位置关系的常用方法(1)线线平行证明两条直线平行,只需证明两条直线的方向向量是共线向量.(2)线线垂直证明两条直线垂直,只需证明两条直线的方向向量垂直,即0a b a b ⋅=⇔⊥.(3)线面平行用向量证明线面平行的方法主要有:①证明直线的方向向量与平面的法向量垂直;②证明可在平面内找到一个向量与直线方向向量是共线向量;③利用共面向量定理,即证明可在平面内找到两不共线向量来线性表示直线的方向向量.(4)线面垂直用向量证明线面垂直的方法主要有: ①证明直线方向向量与平面法向量平行;②利用线面垂直的判定定理转化为线线垂直问题.(5)面面平行①证明两个平面的法向量平行(即是共线向量); ②转化为线面平行、线线平行问题.(6)面面垂直①证明两个平面的法向量互相垂直; ②转化为线面垂直、线线垂直问题. 6、运用空间向量求空间角 (1)求两异面直线所成角利用公式cos ,a b a b a b⋅<>=⋅,但务必注意两异面直线所成角θ的范围是0,2π⎛⎤ ⎥⎝⎦,故实质上应有:cos cos ,a b θ=<>.(2)求线面角求直线与平面所成角时,一种方法是先求出直线及射影直线的方向向量,通过数量积求出直线与平面所成角;另一种方法是借助平面的法向量,先求出直线方向向量与平面法向量的夹角φ,即可求出直线与平面所成的角θ,其关系是sin θ=| cos φ|.(3)求二面角用向量法求二面角也有两种方法:一种方法是利用平面角的定义,在两个面内先求出与棱垂直的两条直线对应的方向向量,然后求出这两个方向向量的夹角,由此可求出二面角的大小;另一种方法是转化为求二面角的两个面的法向量的夹角,它与二面角的大小相等或互补. 7、运用空间向量求空间距离空间中的各种距离一般都可以转化为求点与点、点与线、点与面的距离.(1)点与点的距离点与点之间的距离就是这两点间线段的长度,因此也就是这两点对应向量的模.(2)点与面的距离点面距离的求解步骤是:①求出该平面的一个法向量;③求出法向量与斜线段向量的数量积的绝对值再除以法向量的模,即得要求的点面距离.直线的方向向量、平面的法向量及其应用一、直线的方向向量及其应用 1、直线的方向向量直线的方向向量就是指和这条直线所对应向量平行(或共线)的向量,显然一条直线的方向向量可以有无数个. 2、直线方向向量的应用利用直线的方向向量,可以确定空间中的直线和平面.(1)若有直线l , 点A 是直线l 上一点,向量a 是l 的方向向量,在直线l 上取AB a =,则对于直线l 上任意一点P ,一定存在实数t ,使得AP t AB =,这样,点A 和向量a 不仅可以确定l 的位置,还可具体表示出l 上的任意点.(2)空间中平面α的位置可以由α上两条相交直线确定,若设这两条直线交于点O,它们的方向向量分别是a 和b ,P 为平面α上任意一点,由平面向量基本定理可知,存在有序实数对(x ,y ),使得OP =xa yb +,这样,点O 与方向向量a 、b 不仅可以确定平面α的位置,还可以具体表示出α上的任意点.二、平面的法向量1、所谓平面的法向量,就是指所在的直线与平面垂直的向量,显然一个平面的法向量也有无数个,它们是共线向量.2、在空间中,给定一个点A 和一个向量a ,那么以向量a 为法向量且经过点A 的平面是唯一确定的.三、直线方向向量与平面法向量在确定直线、平面位置关系中的应用1、若两直线l 1、l 2的方向向量分别是1u 、2u ,则有l 1// l 2⇔1u //2u ,l 1⊥l 2⇔1u ⊥2u .2、若两平面α、β的法向量分别是1v 、2v ,则有α//β⇔1v //2v ,α⊥β⇔1v ⊥2v . 若直线l 的方向向量是u ,平面的法向量是v ,则有l //α⇔u ⊥v ,l ⊥α⇔u //v四、平面法向量的求法若要求出一个平面的法向量的坐标,一般要建立空间直角坐标系,然后用待定系数法求解,一般步骤如下: 1、设出平面的法向量为(,,)n x y z =.2、找出(求出)平面内的两个不共线的向量的坐标111222(,,),(,,)a a b c b a b c ==3、根据法向量的定义建立关于x ,y ,z 的方程组00n a n b ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩ 4、解方程组,取其中一个解,即得法向量五、用向量方法证明空间中的平行关系和垂直关系 (一)用向量方法证明空间中的平行关系空间中的平行关系主要是指:线线平行、线面平行、面面平行. 1、线线平行设直线l 1、l 2的方向向量分别是a 、b ,则要证明l 1// l 2,只需证明a //b ,即()a kbk R =∈(1)设直线l 的方向向量是a ,平面α的法向量是n ,则要证明//l α,只需证明⊥a n ,即0⋅=a n .(2)根据线面平行的判定定理:“如果直线(平面外)与平面内的一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行”,要证明一条直线和一个平面平行,也可以在平面内找一个向量与已知直线的方向向量是共线向量即可.(3)根据共面向量定理可知,如果一个向量和两个不共线的向量是共面向量,那么这个向量与这两个不共线向量确定的平面必定平行,因此要证明一条直线和一个平面平行,只要证明这条直线的方向向量能够用平面内两个不共线向量线性表示即可. 3、面面平行(1)由面面平行的判定定理,要证明面面平行,只要转化为相应的线面平行、线线平行即可.(2)若能求出平面α、β的法向量u 、v ,则要证明α//β,只需证明u // v (二)用向量方法证明空间中的垂直关系空间中的垂直关系主要是指:线线垂直、线面垂直、面面垂直. 1、线线垂直设直线l 1、l 2的方向向量分别是a 、b ,则要证明l 1⊥ l 2,只需证明a ⊥b ,即0a b ⋅= 2、线面垂直(1)设直线l 的方向向量是a ,平面α的法向量是u ,则要证l ⊥α,只需证明a // u (2)根据线面垂直的判定定理,转化为直线与平面内的两条相交直线垂直. 3、面面垂直(1)根据面面垂直的判定定理转化为证相应的线面垂直、线线垂直. (2)证明两个平面的法向量互相垂直.六、用向量方法求空间的角 (一)两条异面直线所成的角1、定义:设a 、b 是两条异面直线,过空间任一点O 作直线////,//a a b b ,则/a 与/b 所夹的锐角或直角叫做a 与b 所成的角.2、范围:两异面直线所成角θ的取值范围是02πθ<≤3、向量求法:设直线a 、b 的方向向量为a 、b ,其夹角为ϕ,则有cos |cos |a b a bθϕ⋅==⋅4、注意:两异面直线所成的角可以通过这两条直线的方向向量的夹角来求得,但两者不完全相等,当两方向向量的夹角是钝角时,应取其补角作为两异面直线所成的角. (二)直线与平面所成的角1、定义:直线和平面所成的角,是指直线与它在这个平面内的射影所成的角.2、范围:直线和平面所成角θ的取值范围是02πθ≤≤3、向量求法:设直线l 的方向向量为a ,平面的法向量为u ,直线与平面所成的角为θ,a 与u 的夹角为ϕ,则有sin |cos |cos sin a u a uθϕθϕ⋅===⋅或(三)二面角1、二面角的取值范围:[0,]π2、二面角的向量求法(1)若AB 、CD 分别是二面角l αβ--的两个面内与棱l 垂直的异面直线,则二面角的大小就是向量AB 与CD 的夹角(如图(a )所示).(2)设1n 、2n 是二面角l αβ--的两个角α、β的法向量,则向量1n 与2n 的夹角(或其补角)就是二面角的平面角的大小(如图(b )所示).七、用向量的方法求空间的距离 (一)点面距离的求法如图(a )所示,BO ⊥平面α,垂足为O ,则点B 到平面α的距离就是线段BO 的长度.若AB 是平面α的任一条斜线段,则在Rt △BOA 中,BO BA=cos ∠ABO=cos BA BO ABOABO BO ⋅⋅∠=。
立体几何与空间向量知识点归纳总结材料一、立体几何知识点归纳总结:1.点、线、面的几何特性:-点:没有大小和形状,只有位置;两个不同的点确定一条直线,三个不共线的点确定一个平面。
-线:有长度但没有宽度和厚度;平行线、垂直线、相交线等性质。
-面:有长度和宽度但没有厚度;平面的平行关系、垂直关系、相交关系等。
2.空间几何形体的特性:-点:在空间中指定位置的几何实体。
-直线:长度无限延伸的几何实体。
-射线:以一个端点和无限延伸的直线为基础的几何实体。
-平面:无限延伸的、具有长度和宽度的几何实体。
-多面体:由平面构成的立体图形,如三角形、四面体、五棱柱等。
-圆锥、圆柱、圆球等。
3.空间几何的距离公式:-两点之间的距离公式:设点A(x1,y1,z1)和点B(x2,y2,z2),则AB 的距离为√[(x2-x1)²+(y2-y1)²+(z2-z1)²]。
-点到直线的距离公式:设直线L的方程为Ax+By+Cz+D=0,点P(x0,y0,z0),则点P到直线L的距离为d=,Ax0+By0+Cz0+D,/√(A²+B²+C²)。
二、空间向量知识点归纳总结:1.空间向量的定义:空间中具有大小和方向的有向线段。
2.空间向量的表示方法:-定点表示法:以一个固定点为起点,用一条线段的另一端点表示向量。
-坐标表示法:向量的起点为原点O,终点坐标为(x,y,z),则向量的坐标表示为(x,y,z)。
-分解表示法:将向量沿着坐标轴分解成若干个坐标分量的和。
3.空间向量的运算:-向量的加法:向量的加法满足三角形法则,即向量的和等于它们的起点相同的两个边相加的结果。
-向量的减法:向量的减法等于将减向量取反后与被减向量相加。
-向量的数乘:向量的数乘等于向量的每个分量与一个常数的乘积。
4.向量的数量积和向量积:-数量积(点积):设向量A(x1,y1,z1)和向量B(x2,y2,z2),则数量积AB=A·B=x1x2+y1y2+z1z2,具有交换律和分配律。
立体几何与空间向量知识梳理
立体几何与空间向量是数学中的两个重要分支,它们都涉及到三维空间的计算和处理。
下面是它们的知识梳理:
一、立体几何
1. 立体几何基本概念:点、线、面、立体、平行、垂直、角度、投影等。
2. 立体图形的性质:体积、表面积、对称性、切割等。
3. 立体几何基本公式:立方体、长方体、正方体、圆柱、圆锥、球等的体积和表面积公式。
4. 立体几何运用:解决物体体积和表面积的计算问题,如容器的容积、房间的面积等。
二、空间向量
1. 空间向量定义及表示:三维空间中的有向线段,可以用起点坐标和终点坐标表示。
2. 空间向量的运算:加、减、数乘、点乘、叉乘等。
3. 空间向量的性质:模长、模长计算公式、向量方向,空间向量的平行性、垂直性等。
4. 空间向量的应用:用向量来表示物理量,如力、速度、加速
度等。
总结
立体几何和空间向量是数学中两个重要的分支,它们在三维空间中进行计算和处理。
在应用方面,立体几何可以解决物体的体积和表面积计算问题,而空间向量则可以用来表示和处理物理量。
在学习过程中,要注意掌握基本概念和公式,熟练掌握基本运算和性质,逐渐深入到应用层面。
空间向量与立体几何知识点归纳总结空间向量与立体几何知识点归纳总结一.知识要点。
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向量。
注:(1 (2)向量具有平移不变性2. 空间向量的运算。
定义:与平面向量运算一样,空间向量的加法、减法与数乘运算如下(如图)。
OB =OA +AB =a +b ; BA =OA -OB =a -b ; O P =λ a (λ∈R )运算律:⑴加法交换律:a +b =b +a⑵加法结合律:(a +b ) +c =a +(b +c )⑶数乘分配律:λ(a +b ) =λa +λb运算法则:三角形法则、平行四边形法则、平行六面体法则 3. 共线向量。
(1)如果表示空间向量的有向线段所在的直线平行或重合,那么这些向量也叫做共线向量或平行向量,a 平行于b(2)共线向量定理:空间任意两个向量a,记作a //b 。
、b (b ≠0),a//b存在实数λ,使a=λb。
(3)三点共线:A 、B 、C 三点共线AB =λACOC =x OA +y OB (其中x +y =1) (4)与a共线的单位向量为±4. 共面向量(1)定义:一般地,能平移到同一平面内的向量叫做共面向量。
说明:空间任意的两向量都是共面的。
(2)共面向量定理:如果两个向量a , b 不共线,p 与向量a , b 共面的条件是存在实数x , y 使p =xa +yb 。
(3)四点共面:若A 、B 、C 、P 四点共面AP =x AB +y AC个唯一的有序实数组x , y , z ,使p =xa +yb +zc 。
若三向量a , b , c 不共面,我们把{a , b , c }叫做空间的一个基底,a , b , c 叫做基向量,5. 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OP =x OA +y OB +z OC (其中x +y +z =1)空间任意三个不共面的向量都可以构成空间的一个基底。
空间向量与立体几何知识点归纳总结一.知识要点。
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向量。
注:(1)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。
(2)向量具有平移不变性 2. 空间向量的运算。
定义:与平面向量运算一样,空间向量的加法、减法与数乘运算如下(如图)。
OB OA AB a b =+=+;BA OA OB a b =-=-;()OP a R λλ=∈运算律:⑴加法交换律:a b b a+=+⑵加法结合律:)()(c b a c b a++=++⑶数乘分配律:b a b aλλλ+=+)(运算法则:三角形法则、平行四边形法则、平行六面体法则 3. 共线向量。
(1)如果表示空间向量的有向线段所在的直线平行或重合,那么这些向量也叫做共线向量或平行向量,a平行于b ,记作b a //。
(2)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 。
(3)三点共线:A 、B 、C 三点共线<=>λ=<=>)1(=++=y x y x 其中 (4)与a共线的单位向量为±4. 共面向量(1)定义:一般地,能平移到同一平面内的向量叫做共面向量。
说明:空间任意的两向量都是共面的。
(2)共面向量定理:如果两个向量,a b 不共线,p 与向量,a b 共面的条件是存在实数,x y 使p xa yb =+。
(3)四点共面:若A 、B 、C 、P 四点共面<=>y x AP += <=>)1(=++++=z y x z y x OP 其中5. 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p xa yb zc =++。
若三向量,,a b c 不共面,我们把{,,}a b c 叫做空间的一个基底,,,a b c 叫做基向量,空间任意三个不共面的向量都可以构成空间的一个基底。
空间向量与立体几何知识点归纳总结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向量。
注:(1)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 (2)向量具有平移不变性 2. 空间向量的运算。
定义:与平面向量运算一样,空间向量的加法、减法与数乘运算如下(如图)运算律:⑴加法交换律:a b b a⑵加法结合律:(a b ) c a (b c)⑶数乘分配律:(a b )a b运算法则:三角形法则、平行四边形法则、平行六面体法则3. 共线向量。
(1) 如果表示空间向量的有向线段所在的直线平行或重合,那么这些向量也叫做共线向量或平行向量,a 平行于b ,记作a//b 。
(2) 共线向量定理:空间任意两个向量 a 、b ( b 丰0 ), a//b 存在实数入,使a =A b 。
(3) 三点共线:A 、B 、C 三点共线<=>ABACi i■.1<=> OC xOA yOB (其中( y 1)—*■一a (4)与a共线的单位向量为 —a4. 共面向量(1) 定义:一般地,能平移到同一平面内的向量叫做共面向量。
说明:空间任意的两向量都是共面的。
(2) 共面向量定理:如果两个向量 a,b 不共线,p 与向量a,b 共面的条件是存在实数 x, y 使uOw A go购Bgorarap xa yba- r b r b rb •7d3a d 3a3a2aR(3)四点共面:若A 、B 、c 、P 四点共面<=> AP xAB yAC<=>OP xOA yOB zOC (其中 x y z 1)r ,r r r5. 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r i r r 1 r r 1 r若三向量a,b,c 不共面,我们把{a,b,c }叫做空间的一个基底,a,b,c 叫做基向量,空间任意 三个不共面的向量都可以构成空间的一个基底。
空间向量与立体几何知识点归纳总结一.知识要点。
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向量。
注:(1)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。
(2)向量具有平移不变性2. 空间向量的运算。
定义:与平面向量运算一样,空间向量的加法、减法与数乘运算如下(如图)。
OB OA AB a b =+=+;BA OA OB a b =-=-;()OP a R λλ=∈运算律:⑴加法交换律:a b b a+=+⑵加法结合律:)()(c b a c b a++=++⑶数乘分配律:b a b aλλλ+=+)(运算法则:三角形法则、平行四边形法则、平行六面体法则 3. 共线向量。
(1)如果表示空间向量的有向线段所在的直线平行或重合,那么这些向量也叫做共线向量或平行向量,a平行于b ,记作b a //。
(2)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 。
(3)三点共线:A 、B 、C 三点共线<=>AC AB λ=<=>)1(=++=y x OB y OA x OC 其中 (4)与a共线的单位向量为±4. 共面向量(1)定义:一般地,能平移到同一平面内的向量叫做共面向量。
说明:空间任意的两向量都是共面的。
(2)共面向量定理:如果两个向量,a b 不共线,p 与向量,a b 共面的条件是存在实数,x y 使p xa yb =+。
(3)四点共面:若A 、B 、C 、P 四点共面<=>AC y AB x AP += <=>)1(=++++=z y x z y x OP 其中5. 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p xa yb zc =++。
若三向量,,a b c 不共面,我们把{,,}a b c 叫做空间的一个基底,,,a b c 叫做基向量,空间任意三个不共面的向量都可以构成空间的一个基底。
空间向量与立体几何知识点归纳总结一.知识要点。
1.空间向量的概念:在空间,_______________________________.注:(1)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.(2)向量具有平移不变性.2. 空间向量的运算定义:与平面向量运算一样,空间向量的加法、减法与数乘运算如下(如图).;;运算律:⑴加法交换律:__________________⑵加法结合律:_____________________⑶数乘分配律:_____________________运算法则:三角形法则、平行四边形法则、________________.3. 共线向量。
(1)如果表示空间向量的有向线段所在的直线___________,那么这些向量也叫做共线向量或平行向量,平行于,记作.(2)共线向量定理:____________________________________________________. (3)三点共线:A、B、C三点共线<=><=>(4)与共线的单位向量为__________.4. 共面向量.(1)定义:______________________________________________.说明:空间任意的两向量都是共面的。
(2)共面向量定理:_________________________________________________________. (3)四点共面:若A、B、C、P四点共面<=><=>5. 空间向量基本定理:如果三个向量不共面,那么对空间任一向量,________________________________________________________.若三向量不共面,我们把叫做空间的一个_______,叫做_______,空间任意三个不共面的向量都可以构成空间的一个基底.推论:设是不共面的四点,则对空间任一点,都存在唯一的三个有序实数,使6. 空间向量的直角坐标系:(1)空间直角坐标系中的坐标:在空间直角坐标系中,对空间任一点,存在唯一的有序实数组,使,有序实数组叫作向量在空间直角坐标系中的坐标,记作,叫_______,叫________,叫________.注:①点A(x,y,z)关于x轴的的对称点为_________,关于xoy平面的对称点为________.即点关于什么轴/平面对称,什么坐标不变,其余的分坐标均相反。
空间向量与立体几何知识点归纳总结一.知识要点。
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向量。
注:(1)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。
(2)向量具有平移不变性2. 空间向量的运算。
定义:与平面向量运算一样,空间向量的加法、减法与数乘运算如下(如图)。
OB OA AB a b =+=+u u u r u u u r u u u r v r ;BA OA OB a b=-=-u u u r u u u r u u u r r r ;()OP a R λλ=∈u u u r r运算律:⑴加法交换律:a b b a ϖϖϖρ+=+⑵加法结合律:)()(c b a c b a ϖϖϖϖρϖ++=++⑶数乘分配律:b a b a ϖϖϖϖλλλ+=+)(运算法则:三角形法则、平行四边形法则、平行六面体法则 3. 共线向量。
(1)如果表示空间向量的有向线段所在的直线平行或重合,那么这些向量也叫做共线向量或平行向量,a ρ平行于b ρ,记作b a ρϖ//。
(2)共线向量定理:空间任意两个向量a ρ、b ρ(b ρ≠0ρ),a ρ//b ρ存在实数λ,使a ρ=λb ρ。
(3)三点共线:A 、B 、C 三点共线<=>λ=<=>)1(=++=y x OB y OA x OC 其中(4)与a 共线的单位向量为a±4. 共面向量(1)定义:一般地,能平移到同一平面内的向量叫做共面向量。
说明:空间任意的两向量都是共面的。
(2)共面向量定理:如果两个向量,a b r r 不共线,p r与向量,a b r r 共面的条件是存在实数,x y使p xa yb =+r r r。
(3)四点共面:若A 、B 、C 、P 四点共面<=>AC y AB x AP +=<=>)1(=++++=z y x z y x OP 其中5. 空间向量基本定理:如果三个向量,,a b c r r r不共面,那么对空间任一向量p r ,存在一个唯一的有序实数组,,x y z ,使p xa yb zc =++r r r r。
空间向量与立体几何知识点归纳总结
一.知识要点。
1. 空间向量的概念:在空间,_______________________________.
注:(1)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. (2)向量具有平移不变性.
2. 空间向量的运算
定义:与平面向量运算一样,空间向量的加法、减法与数乘运算如下(如图).
OB OA AB a b =+=+;BA OA OB a b =-=-;()OP a R λλ=∈
运算律:⑴加法交换律:__________________
⑵加法结合律:_____________________
⑶数乘分配律:_____________________
运算法则:三角形法则、平行四边形法则、________________.
3. 共线向量。
(1)如果表示空间向量的有向线段所在的直线___________,那么这些向量也叫做共
线向量或平行向量,a 平行于b ,记作b a //.
(2)共线向量定理:____________________________________________________.
(3)三点共线:A 、B 、C 三点共线<=>λ=
<=>)1(=++=y x y x 其中
(4)与a 共线的单位向量为__________.
4. 共面向量 .
(1)定义:______________________________________________.
说明:空间任意的两向量都是共面的。
(2)共面向量定理:_________________________________________________________.
(3)四点共面:若A 、B 、C 、P 四点共面<=>AC y AB x AP +=
<=>__)__________
(其中OC z OB y OA x OP ++= 5. 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 ,________________________________________________________.
若三向量,,a b c 不共面,我们把{,,}a b c 叫做空间的一个_______,,,a b c 叫做_______,空间任意三个不共面的向量都可以构成空间的一个基底.
推论: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OP xOA yOB zOC =++
6. 空间向量的直角坐标系:
(1)空间直角坐标系中的坐标:
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++=,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_______,y 叫________,z 叫________.
注:①点A (x,y,z )关于x 轴的的对称点为_________,关于xoy 平面的对称点为________.即点关于什么轴/平面对称,什么坐标不变,其余的分坐标均相反。
②在___轴上的点设为(0,y,0),在平面_____中的点设为(0,y,z).
(2)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____________,用{,,}i j k 表示.空间中任一向量z y x ++==__________.
(3)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(_______,______,_____)a b +=,
____________________a b -=,
________________()a R λλ=∈,
_____________a b ⋅=,
112233_______,,()a b a b a b R λλλλ⇔===∈,
112233_______0a b a b a b ⇔++=.
②若111(,,)A x y z ,222(,,)B x y z ,则__________________AB =.
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),,(),,,(,,,333222111z y x C z y x B )z y ,A(x ABC 中∆,三角形重心P 坐标为)2
,2,3(321321321z z z y y y x x x P ++++++
④ΔABC 的五心:
内心P :内切圆的圆心,角平分线的交点
.AC
AB
AP +=λ(单位向量)
外心P :外接圆的圆心,中垂线的交点
.==
垂心P :高的交点:PC PB PC PA PB PA ⋅=⋅=⋅(移项,内积为0,则垂直)
重心P :中线的交点,三等分点(中位线比))(3
1AP += 中心:正三角形的所有心的合一.
(4)模长公式:若123(,,)a a a a =,123(,,)b b b b =,
则||___________________a =,21||b b b b =⋅=+
(5)夹角公式:cos ||||__________a b a b ⋅==⋅. ΔABC 中①0>•<=>A 为锐角②0<•<=>A 为钝角,钝角Δ
(6)两点间的距离公式:若111(,,)A x y z ,222(,,)B x y z
,
则2||_____________________AB AB ==,
或,A B d =
7. 空间向量的数量积
(1)空间向量的夹角及其表示:已知两非零向量,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 <>;且规定
0,a b π≤<>≤,显然有,,a b b a <>=<>;若,2a b π<>=,则称a 与b 互相垂直,记作:a b ⊥.
(2)向量的模:设OA a =,则有向线段OA 的长度叫做向量a 的长度或模,记作:||a .
(3)向量的数量积:已知向量,a b ,则||||cos ,a b a b ⋅⋅<>叫做,a b 的数量积,记作a b ⋅,即a b ⋅=||||cos ,a b a b ⋅⋅<>.
(4)空间向量数量积的性质:
①__________a e ⋅=.
②____a b a b ⊥⇔⋅=.
③
2___a a =⋅.
(5)空间向量数量积运算律:
①()()(___)a b a b a λλ⋅=⋅=⋅.
②a b b a ⋅=⋅(______律). ③()a b c a b a c ⋅+=⋅+⋅(_____律).
④不满足乘法结合率:)(_____)(c b a c b a ⋅⋅
二.空间向量与立体几何
1.线线平行⇔两线的方向向量________
1-1线面平行⇔线的方向向量与面的法向量________
1-2面面平行⇔两面的法向量____________
2线线垂直(共面与异面)⇔两线的方向向量________
2-1线面垂直⇔线与面的法向量_________
2-2面面垂直⇔两面的法向量__________
3线线夹角θ(共面与异面)]90,0[O O ⇔两线的方向向量2
,1n n 的夹角或夹角的补角,><=,cos cos n n θ
3-1线面夹角θ]90,0[O O :求线面夹角的步骤:先求线的方向向量AP 与面的法向量n 的夹角,若为锐角角即可,若为钝角,则取其补角;再求其余角,即是线面的夹角.><=n AP ,cos sin θ
3-2面面夹角(二面角)θ]180,0[O O :若两面的法向量一进一出,则二面角等于两法向量2,1n n 的夹角;法向量同进同出,则二面角等于法向量的夹角的补角.
><±=21,cos cos n n θ
4.点面距离h :求点()00,P x y 到平面α的距离: 在平面α上去一点(),Q x y ,得向量PQ ;; 计算平面α的法向量n
;.h =
4-1线面距离(线面平行):转化为点面距离
4-2面面距离(面面平行):转化为点面距离。