空间向量坐标公式
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两点向量坐标公式在向量空间中,两点向量是一个非常重要的概念。
它是由两个点在空间中的位置关系所确定的向量。
在日常生活中,两点之间最直接的表示方式就是坐标。
因此,了解两点向量的坐标公式对于研究和应用向量计算具有很大的实际意义。
首先,我们来了解一下两点向量的定义。
两点向量是从一个起点到另一个终点的向量,可以用起点和终点的位置坐标来表示。
在二维平面直角坐标系中,两点向量可以用如下坐标表示:设有两点A(x1, y1)和B(x2, y2),则两点间的向量可以表示为:AB = (x2 - x1, y2 - y1)这里,AB表示从A点到B点的向量。
接下来,我们来看一下两点向量坐标的计算公式。
在二维平面直角坐标系中,两点间的向量可以表示为:AB = (x2 - x1, y2 - y1)这意味着,我们可以通过计算两点坐标的差值来得到向量的坐标。
同样,在三维空间中,两点间的向量可以表示为:AB = (x2 - x1, y2 - y1, z2 - z1)这里,x1、y1、z1和x2、y2、z2分别表示两点在三维空间中的坐标。
为了更好地理解两点向量坐标的计算公式,我们来看一个实例。
假设有一个平面上的两点A(2, 3)和B(5, 7),我们可以计算出向量AB的坐标:AB = (5 - 2, 7 - 3) = (3, 4)这意味着向量AB的坐标为(3, 4)。
此外,我们还需要了解坐标系的转换。
在实际应用中,有时需要将坐标系从一个基准系转换到另一个基准系。
例如,将平面上的坐标转换为空间中的坐标。
这时,我们需要用到坐标变换矩阵。
常见的坐标变换矩阵有旋转矩阵、平移矩阵等。
总之,了解两点向量坐标公式对于研究和应用向量计算具有重要意义。
通过掌握这个公式,我们可以更好地在各种坐标系中进行向量计算,从而解决实际问题。
空间向量数量积及坐标运算在空间解析几何中,向量是研究的重要对象之一,而向量的数量积和坐标运算是向量运算中的基本概念。
本文将介绍空间向量的数量积及其坐标运算方法。
一、空间向量的数量积空间中的向量可以用其坐标表示,记作a = (x1, y1, z1)和b = (x2, y2,z2),其中a、b分别是空间中的两个向量,xi、yi、zi为它们在笛卡尔坐标系中的坐标。
向量的数量积(又称点积或内积)定义为两个向量的对应坐标的乘积之和,即:a ·b = x1 * x2 + y1 * y2 + z1 * z2其中·表示数量积运算。
性质:1.数量积是实数。
2.数量积的结果等于向量乘积和坐标乘积之和。
3.数量积满足交换律:a · b = b · a。
4.数量积满足分配率:(a + b) · c = a · c + b · c。
二、向量的坐标运算1. 向量的加法设a = (x1, y1, z1)和b = (x2, y2, z2)是空间中的两个向量,它们的和记为c,则c的坐标为:x = x1 + x2y = y1 + y2z = z1 + z2即向量的和的每个坐标等于对应向量的坐标之和。
性质:1.向量的加法满足交换律:a + b = b + a。
2.向量的加法满足结合律:(a + b) + c = a + (b + c)。
2. 向量的减法设a = (x1, y1, z1)和b = (x2, y2, z2)是空间中的两个向量,它们的差记为c,则c的坐标为:x = x1 - x2y = y1 - y2z = z1 - z2即向量的差的每个坐标等于对应向量的坐标之差。
3. 向量的数乘设k为实数,a = (x, y, z)是空间中的一个向量,ka为向量a的数乘,即ka 的坐标为:x' = k * xy' = k * yz' = k * z性质:1.数乘满足结合律:k(ka) = (k * k')a。
空间向量运算的坐标公式如果三个向量不共面那么对空间任一向量存在一个唯一的有序实数组x、y、z使得cbapczbyaxpcba叫做空间的一个______基底空间任意三个不共面向量都可以构成空间的一个基底一、空间直角坐标系单位正交基底如果空间的一个基底的三个基向量互相垂直且长都为1则这个基底叫做单位正交基底常用i j k 来表示.点O叫做原点向量i、j、k都叫做坐标向量.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xOz平面.空间直角坐标系在空间选定一点O和一个单位正交基底i、j、k 。
以点O为原点分别以i、j、k的正方向建立三条数轴x轴、y轴、z轴它们都叫做坐标轴.这样就建立了一个空间直角坐标系O--xyzOxyzijk二、向量的直角坐标aaaa 1 2 3给定一个空间坐标系和向量且设i、j、k为坐标向量由空间向量基本定理存在唯一的有序实数组1 2 3使1i 2j 3k 有序数组1 2 3叫做在空间直角坐标系O--xyz中的坐标记作.aaaaaaaaaaaaxyzOAa1a2a3ijka在空间直角坐标系O--xyz中对空间任一点A对应一个向量OA于是存在唯一的有序实数组xyz使OAxiyjzk在单位正交基底i j k 中与向量OA对应的有序实数组xyz叫做点A在此空间直角坐标系中的坐标记作Axyz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.xyzOAxyzijka三、向量的直角坐标运算.111222axyzbxyz设则121212abxxyyzz111axyzR121212abxxyyzz121212abxxyyzz例1、1求向量axyz的模a 2求两个非零向量111axyz222bxyz 的夹角的余弦值3、已知向量235a31bz且ab求Z的值。
练习1.知235a314b求ababa8aab 练习2、已知cos1sinaaasin1cosbaa则向量ab与ab的夹角为练习3、已知22ax235b且a与b的夹角为钝角求x的取值范围练习4、已知sincostanaaaacossincotbaaa且ab则且a角______________AM1______________NB________________ PQ练习2如图在边长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中取D点为原点建立空间直角坐标系N、M、P、Q分别是AC、DD1、CC1、A1B1的中点写出下列向量的坐标.zxyABCDA1B1C1D1NMPQ例2设Ax1y1z1Bx2y2z2则AB证明如图因为正方体的棱长为1 分别以DA、DC、1DD 为单位正交基底建立空间直角坐标系Oxyz 如图棱长为1的正方体1111ABCDABCD中EF分别是1BB11DB中点求证1EFDA 则1112E11122F 所以111222EF 又1101A000D 所以1101DA 所以11111010222EFDA 因此1EFDA即1EFDA 练习已知A、B 、C三点的坐标分别为2-12、45-1、-223若求P点的坐标。
坐标向量模长公式
1. 坐标向量的定义。
- 在平面直角坐标系中,设向量→a=(x,y),这里x和y分别是向量→a在x轴和y轴上的坐标分量。
- 在空间直角坐标系中,设向量→a=(x,y,z),x、y、z分别是向量在x轴、y 轴、z轴上的坐标分量。
2. 平面向量模长公式。
- 对于平面向量→a=(x,y),其模长|→a|=√(x^2)+y^{2}。
- 推导:根据勾股定理,向量→a的起点为坐标原点(0,0),终点为(x,y),那么向量的长度(模长)就相当于直角三角形的斜边,两直角边分别为x和y,所以根据勾股定理可得|→a|=√(x^2)+y^{2}。
- 例如:已知平面向量→a=(3,4),则|→a|=√(3^2)+4^{2}=√(9 + 16)=√(25)=5。
3. 空间向量模长公式。
- 对于空间向量→a=(x,y,z),其模长|→a|=√(x^2)+y^{2+z^2}。
- 推导:把空间向量→a的起点看作坐标原点(0,0,0),终点为(x,y,z)。
可以想象一个长方体,向量的模长就是长方体的体对角线长度。
由长方体体对角线长度公式(先根据勾股定理求出底面对角线长度√(x^2)+y^{2},再与高z一起根据勾股定理求出体对角线长度)可得|→a|=√(x^2)+y^{2+z^2}。
- 例如:已知空间向量→a=(1,2,2),则|→a|=√(1^2)+2^{2+2^2}=√(1 +
4+4)=√(9)=3。
空间向量运算的坐标公式如果三个向量不共面那么对空间任一向量存在一个唯一的有序实数组x、y、z使得cbapczbyaxpcba叫做空间的一个______基底空间任意三个不共面向量都可以构成空间的一个基底一、空间直角坐标系单位正交基底如果空间的一个基底的三个基向量互相垂直且长都为1则这个基底叫做单位正交基底常用i j k 来表示.点O叫做原点向量i、j、k都叫做坐标向量.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xOz平面.空间直角坐标系在空间选定一点O和一个单位正交基底i、j、k 。
以点O为原点分别以i、j、k的正方向建立三条数轴x轴、y轴、z轴它们都叫做坐标轴.这样就建立了一个空间直角坐标系O--xyzOxyzijk二、向量的直角坐标aaaa 1 2 3给定一个空间坐标系和向量且设i、j、k为坐标向量由空间向量基本定理存在唯一的有序实数组1 2 3使1i 2j 3k 有序数组1 2 3叫做在空间直角坐标系O--xyz中的坐标记作.aaaaaaaaaaaaxyzOAa1a2a3ijka在空间直角坐标系O--xyz中对空间任一点A对应一个向量OA于是存在唯一的有序实数组xyz使OAxiyjzk在单位正交基底i j k 中与向量OA对应的有序实数组xyz叫做点A在此空间直角坐标系中的坐标记作Axyz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.xyzOAxyzijka三、向量的直角坐标运算.111222axyzbxyz设则121212abxxyyzz111axyzR121212abxxyyzz121212abxxyyzz例1、1求向量axyz的模a 2求两个非零向量111axyz222bxyz 的夹角的余弦值3、已知向量235a31bz且ab求Z的值。
练习1.知235a314b求ababa8aab 练习2、已知cos1sinaaasin1cosbaa则向量ab与ab的夹角为练习3、已知22ax235b且a与b的夹角为钝角求x的取值范围练习4、已知sincostanaaaacossincotbaaa且ab则且a角______________AM1______________NB________________ PQ练习2如图在边长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中取D点为原点建立空间直角坐标系N、M、P、Q分别是AC、DD1、CC1、A1B1的中点写出下列向量的坐标.zxyABCDA1B1C1D1NMPQ例2设Ax1y1z1Bx2y2z2则AB证明如图因为正方体的棱长为1 分别以DA、DC、1DD 为单位正交基底建立空间直角坐标系Oxyz 如图棱长为1的正方体1111ABCDABCD中EF分别是1BB11DB中点求证1EFDA 则1112E11122F 所以111222EF 又1101A000D 所以1101DA 所以11111010222EFDA 因此1EFDA即1EFDA 练习已知A、B 、C三点的坐标分别为2-12、45-1、-223若求P点的坐标。
空间向量坐标运算空间向量是指在空间中有大小和方向的线段。
空间向量的坐标运算包括向量的加法、减法、数乘和内积。
下面将对这些运算进行详细介绍。
一、向量的加法设空间中有两个向量A和B,它们的坐标分别为(Ax, Ay, Az)和(Bx, By, Bz)。
向量的加法即将两个向量的对应分量相加得到一个新的向量C。
它的坐标为(Ax+Bx, Ay+By, Az+Bz)。
例如,设A = (1, 2, 3)和B = (4, 5, 6),则A+B = (1+4, 2+5, 3+6) = (5, 7, 9)。
二、向量的减法向量的减法是指将一个向量减去另一个向量。
设向量A和B的坐标分别为(Ax, Ay, Az)和(Bx, By, Bz),则向量A减去向量B的坐标为(Ax-Bx, Ay-By, Az-Bz)。
例如,设A = (1, 2, 3)和B = (4, 5, 6),则A-B = (1-4, 2-5, 3-6) = (-3, -3, -3)。
三、向量的数乘向量的数乘是指一个向量乘以一个实数。
设向量A的坐标为(Ax, Ay, Az),实数k,则向量A乘以实数k的坐标为(kAx, kAy, kAz)。
例如,设A = (1, 2, 3),k = 2,则kA = (2*1, 2*2, 2*3) = (2, 4,6)。
四、向量的内积向量的内积又称为点乘,它是两个向量之间的一种运算。
设向量A和B的坐标分别为(Ax, Ay, Az)和(Bx, By, Bz),则向量A与向量B的内积为Ax*Bx + Ay*By + Az*Bz。
例如,设A = (1, 2, 3)和B = (4, 5, 6),则A·B = 1*4 + 2*5 +3*6 = 32。
向量的内积有以下几个性质:1. 交换律:A·B = B·A;2. 分配律:(A+B)·C = A·C + B·C;3. 数乘结合律:(kA)·B = k(A·B) = A·(kB)。
空间向量坐标运算空间向量是指具有大小和方向的直线段,在三维空间中通常用坐标表示。
空间向量的坐标运算包括向量的加法、减法、数量乘法、点乘和叉乘等。
下面将详细介绍这些运算。
1. 向量的加法和减法向量的加法和减法是指将两个向量相加或相减得到一个新的向量,其坐标运算规律如下:- 加法:若向量u的坐标为(u1, u2, u3),向量v的坐标为(v1, v2, v3),则向量u和v的和的坐标为(u1+v1, u2+v2, u3+v3);- 减法:若向量u的坐标为(u1, u2, u3),向量v的坐标为(v1, v2, v3),则向量u和v的差的坐标为(u1-v1, u2-v2, u3-v3)。
2. 向量的数量乘法向量的数量乘法是指将一个向量乘以一个实数得到一个新的向量,其坐标运算规律如下:- 数量乘法:若向量u的坐标为(u1, u2, u3),实数k,则向量u 乘以k的坐标为(k*u1, k*u2, k*u3)。
3. 向量的点乘向量的点乘又称为内积,是指将两个向量进行乘法运算得到一个标量(实数),其计算公式如下:- 点乘:若向量u的坐标为(u1, u2, u3),向量v的坐标为(v1, v2, v3),则向量u和v的点乘的结果为u1*v1 + u2*v2 + u3*v3。
4. 向量的叉乘向量的叉乘又称为外积,是指将两个向量进行乘法运算得到一个新的向量,其计算公式如下:- 叉乘:若向量u的坐标为(u1, u2, u3),向量v的坐标为(v1, v2, v3),则向量u和v的叉乘的坐标为((u2*v3 - u3*v2), (u3*v1 -u1*v3), (u1*v2 - u2*v1))。
通过以上的描述可以看出,向量的加法、减法、数量乘法都是按照对应位置进行运算,只要对应坐标进行相加、相减或乘以相同的实数即可。
点乘和叉乘则需要对应坐标进行特定的运算。
需要注意的是,向量的坐标运算不关心向量的起点和终点,只关心向量的大小和方向。
空间向量知识点空间向量是指在三维空间中的向量。
它是由三个分量组成,分别表示在 x、y、z 三个轴上的位移。
在数学中,空间向量有许多重要的性质和运算规则,下面将介绍一些常见的空间向量知识点。
1. 空间向量的表示空间向量可以用一个有序的三元组表示,如 (x, y, z),其中 x、y、z 分别表示向量在 x、y、z 轴上的分量。
这种表示方式也被称为坐标表示。
2. 向量的模和方向向量的模指的是向量的长度,可以使用勾股定理来计算。
假设一个向量的坐标表示为 (x, y, z),则该向量的模记为 ||V||,计算公式为:||V|| = √(x² + y² + z²)。
向量的方向则是指向量的朝向。
在三维空间中,一个向量可以指向无数个方向,但是它的方向可以用一个单位向量来表示,这个单位向量也就是方向向量。
3. 向量间的运算空间向量的运算包括加法、减法和数乘。
向量的加法:向量的加法是指将两个向量的对应分量相加,得到一个新的向量。
例如,向量 A 的坐标表示为 (x₁, y₁, z₁),向量 B 的坐标表示为 (x₂, y₂, z₂),则它们的和向量 C 的坐标表示为 (x₁ + x₂, y₁ + y₂, z₁ + z₂)。
向量的减法:向量的减法是指将两个向量的对应分量相减,得到一个新的向量。
例如,向量 A 的坐标表示为 (x₁, y₁, z₁),向量 B 的坐标表示为 (x₂, y₂, z₂),则它们的差向量 D 的坐标表示为 (x₁ - x₂, y₁ - y₂, z₁ - z₂)。
向量的数乘:向量的数乘是指将一个向量的每个分量都乘以一个实数,得到一个新的向量。
例如,向量 A 的坐标表示为 (x, y, z),实数 k,则它们的数乘向量 E 的坐标表示为 (kx, ky, kz)。
4. 单位向量单位向量是指模为1的向量。
在三维空间中,可以通过将一个向量除以它的模来得到单位向量。
例如,向量 V 的坐标表示为 (x, y, z),则它的单位向量记为 U,计算公式为 U = V / ||V||,其中 ||V|| 为向量 V 的模。
空间向量认识空间向量的运算方法空间向量是三维空间中具有大小和方向的矢量,它在许多科学和工程领域中都有广泛的应用。
在本文中,我们将介绍空间向量的概念、属性以及运算方法。
一、空间向量的定义和属性在三维坐标系中,空间向量可以表示为一个有序三元组 (x, y, z),其中 x、y、z 分别表示向量在各个坐标轴上的分量。
空间向量具有以下属性:1. 大小:空间向量的大小由其模长表示,记为 ||V||,计算公式为||V|| = √(x² + y² + z²)。
2. 方向:空间向量的方向由其分量决定,可以用一条有向线段表示,箭头所指的方向即为向量的方向。
3. 零向量:所有分量为零的向量称为零向量,记作 O 或 0。
二、空间向量的运算方法1. 空间向量的加法:设有两个空间向量 A(x₁, y₁, z₁) 和 B(x₂, y₂, z₂),它们的向量和为 C(x₃, y₃, z₃)。
向量和的计算公式为 C = A + B,即每个分量相加:x₃ = x₁ + x₂,y₃ = y₁ + y₂,z₃ = z₁ + z₂。
2. 空间向量的减法:设有两个空间向量 A(x₁, y₁, z₁) 和 B(x₂, y₂, z₂),它们的向量差为 C(x₃, y₃, z₃)。
向量差的计算公式为 C = A - B,即每个分量相减:x₃ = x₁ - x₂,y₃ = y₁ - y₂,z₃ = z₁ - z₂。
3. 空间向量的数量乘法:设有一个空间向量 A(x, y, z) 和一个实数 k,向量 A 的数量乘积为 B(x₁, y₁, z₁)。
数量乘积的计算公式为 B = kA,即将 A 的每个分量分别乘以 k:x₁ = kx,y₁ = ky,z₁ = kz。
4. 点乘(内积):设有两个空间向量 A(x₁, y₁, z₁) 和 B(x₂, y₂,z₂),它们的点乘结果为一个标量(数量)。
点乘的计算公式为 AB =x₁x₂ + y₁y₂ + z₁z₂,即将两个向量对应分量相乘后相加。
空间向量9个坐标计算公式空间向量是三维空间中的一个重要概念,它可以用来描述物体在空间中的位置、方向和运动。
在三维空间中,一个向量可以用三个坐标来表示,分别是x、y和z坐标。
通过这三个坐标,我们可以计算出向量的模、方向角和方向余弦等重要性质,从而更好地理解和应用空间向量。
在三维空间中,一个向量可以用以下公式来表示:\[。
\vec{a} = (x, y, z)。
\]其中,\(\vec{a}\)表示向量,\(x\)、\(y\)和\(z\)分别表示向量在x、y和z方向上的分量。
向量的模是指向量的长度,它可以用以下公式来计算:\[。
|\vec{a}| = \sqrt{x^2 + y^2 + z^2}。
\]这个公式就是三维空间中向量的模的计算公式,通过这个公式我们可以计算出向量的长度,从而更好地理解向量在空间中的位置和方向。
除了模之外,向量的方向角也是一个重要的性质。
在三维空间中,一个向量的方向角可以用以下公式来计算:\[。
\cos\alpha = \frac{x}{|\vec{a}|}, \cos\beta = \frac{y}{|\vec{a}|}, \cos\gamma =\frac{z}{|\vec{a}|}。
\]其中,\(\alpha\)、\(\beta\)和\(\gamma\)分别表示向量与x、y和z轴的夹角,通过这个公式我们可以计算出向量与坐标轴的夹角,从而更好地理解向量的方向。
除了方向角之外,向量的方向余弦也是一个重要的性质。
在三维空间中,一个向量的方向余弦可以用以下公式来计算:\[。
\cos\alpha = \frac{x}{|\vec{a}|}, \cos\beta = \frac{y}{|\vec{a}|}, \cos\gamma =\frac{z}{|\vec{a}|}。
\]通过这个公式我们可以计算出向量的方向余弦,从而更好地理解向量的方向。
除了以上的性质之外,向量还有很多其他重要的性质,比如向量的加法、减法、数量积、向量积等。
7、空间向量与立体几何
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
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 a λλλ+=+)(
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 a b 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zk yi xi OA ++=,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。
(2)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 +=+++,
123(,,)()a a a a R λλλλλ=∈,
112233a b a b a b a b ⋅=++,
112233//,,()a b a b a b a b R λλλλ⇔===∈,
1122330a b a b a b a b ⊥⇔++=。
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定比分点公式:若111(,,)A x y z ,222(,,)B x y z ,PB AP λ=,则点P 坐标为)1,1,1(212121λ
λλλλλ++++++z z y y x x ④),,(),,,(,,,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 ++++++ (3)模长公式:若123(,,)a a a a =,123(,,)b b b b =, 则21||a a a a =⋅=+,21||b b b b =⋅=+(4)夹角公式:21cos ||||a b a b a b a ⋅⋅==⋅+ (5)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、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 =。