高中数学空间向量知识点
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一、向量的基本概念向量:既有大小又有方向的量叫做向量。
物理学中又叫做矢量,如力、速度、加速度、位移就是向量。
向量可以用一条有向线段(带有方向的线段)来表示,用有向线段的长度表示向量的大小,用箭头所指的方向表示向量的方向。
向量也可以用一个小写字母a,b,c表示,或用两个大写字母加表示(其中前面的字母为起点,后面的字母为终点)。
向量的表示方法:几何表示法、字母表示法。
模的概念:向量的大小(长度)称为向量的模。
记作:|ab|。
零向量:长度(模)为0的向量叫做零向量,记作0。
平行向量(共线向量):方向相同或相反的非零向量叫做平行向量或共线向量。
若向量a,b平行,记作a∥b。
规定0与任一向量平行。
相等向量:长度相等且方向相同的向量叫做相等向量。
向量a,b相等记作a=b。
零向量都相等。
任何两个相等的非零向量,都可用同一有向线段表示,但特别要注意向量相等与有向线段起点、终点位置无关。
二、向量的运算向量的加法:两个向量相加的结果是以这两个向量为邻边的平行四边形的对角线(注意起点和方向)。
也可以先作出其中一个向量,然后将另一个向量的起点平移到第一个向量的终点上,最后以第一个向量的起点为起点,以平移后得到的向量的终点为终点作出结果向量。
这种加法称为三角形法则。
向量的减法:两个向量相减的结果是将第一个向量的起点平移到第二个向量的终点上,然后以第二个向量的起点为起点,以平移后得到的向量的终点为终点作出结果向量。
这种减法称为三角形法则的逆运算。
向量的数乘:实数与向量的乘积是一个新的向量,其模等于原向量的模乘以实数的绝对值,其方向与原向量的方向相同或相反(取决于实数的正负)。
向量的点乘:两个向量的点乘结果是一个实数,等于这两个向量的模的乘积再乘以它们之间的夹角的余弦值。
如果两个向量的夹角为90度,则它们的点乘结果为0;如果两个向量的夹角为0度或180度,则它们的点乘结果分别为它们模的乘积的正值和负值。
向量的叉乘:两个三维向量的叉乘结果是一个新的三维向量,其模等于这两个向量的模的乘积再乘以它们之间的夹角的正弦值,其方向垂直于这两个向量所构成的平面,符合右手定则。
高中数学必修知识点空间向量知识点高中数学必修知识点:空间向量知识点一、空间向量的概念与表示空间向量是指具有大小、方向和作用线的量,可以用一个有向线段来表示。
设 A、B 是空间中的两点,用线段 AB 表示的向量称为向量AB,记作⃗AB 或 AB。
二、向量的加法与减法1. 向量的加法:设向量⃗AB 与向量⃗BC 共线,则向量⃗AC 称为向量⃗AB 和向量⃗BC 的和,记作⃗AB + ⃗BC = ⃗AC。
2. 向量的减法:设向量⃗AB 与向量⃗BC 共线,则向量⃗AC 称为向量⃗AB 和向量⃗BC 的差,记作⃗AB - ⃗BC = ⃗AC。
三、数量积与向量积1. 数量积的定义:设向量⃗a = (x₁, y₁, z₁) 与向量 ⃗b = (x₂, y₂, z₂),则向量⃗a 和向量⃗b 的数量积为 a·b = x₁x₂ + y₁y₂ + z₁z₂。
2. 数量积的性质:- 交换律:⃗a·⃗b = ⃗b·⃗a- 结合律:(k⃗a)·⃗b = k(⃗a·⃗b) = ⃗a·(k⃗b) (k 为常数)- 分配律:⃗a·(⃗b + ⃗c) = ⃗a·⃗b + ⃗a·⃗c- ⃗a·⃗a ≥ 0,当且仅当⃗a = ⃗0 时,⃗a·⃗a = 03. 向量积的定义:设向量⃗a = (x₁, y₁, z₁) 与向量⃗b = (x₂, y₂,z₂),则向量⃗a 和向量⃗b 的向量积为⃗a × ⃗b = (y₁z₂ - z₁y₂, z₁x₂ - x₁z₂, x₁y₂ - y₁x₂)。
4. 向量积的性质:- ⃗a × ⃗b = -⃗b × ⃗a- (k⃗a) × ⃗b = ⃗a × (k⃗b) = k(⃗a × ⃗b) (k 为常数)- ⃗a × ⃗b = ⃗0,当且仅当⃗a 与 ⃗b 共线或其中一个为⃗0 时,⃗a × ⃗b = ⃗0四、平面与空间向量的关系1. 平面方程的向量表示:设平面过点 A(x₁, y₁, z₁),且法向量为 ⃗n = (A, B, C),则平面上任意一点 M(x, y, z) 满足向量⃗AM·⃗n = 0。
空间向量知识点归纳总结空间向量是高中数学中的一个重要概念,出现在向量代数、几何问题、解析几何以及线性代数等多个数学分支中。
下面是空间向量知识点的归纳总结:1.空间向量的定义:空间向量是具有大小和方向的量,它可以用有序三元数组表示,例如(a,b,c)。
2.空间向量的运算:(1)向量加法:两个向量相加得到一个新的向量,加法满足交换律和结合律。
(2)向量数乘:一个向量与一个实数相乘得到一个新的向量,数乘满足分配律。
(3)内积:两个向量的内积是一个实数,可以用数量积的公式计算。
(4)外积:两个向量的外积是一个向量,可以用矢量积的公式计算。
3.空间向量的基本性质:(1)零向量:长度为零的向量,与任何向量的加法的结果都是原向量本身。
(2)单位向量:长度为1的向量,可以用一个非零向量除以其长度得到。
(3)向量的长度:向量的长度定义为该向量的模。
(4)向量的方向:向量的方向可以用与该向量共线的单位向量表示。
4.空间向量的共线与异面:(1)两个向量共线意味着它们的方向相同或者相反。
(2)三个向量共面意味着它们位于同一个平面上。
(3)两个向量异面意味着它们不共线,且它们所在的直线与另外一个直线垂直。
5.空间向量的投影:(1)向量在一些方向上的投影是一个标量,可以用点积的公式计算。
(2)向量在一些方向上的单位向量是该方向的基向量。
(3)向量在一些方向上的分量是该方向的基向量的数乘。
6.空间向量的表示:(1)分解:一个向量可以表示为它在不同方向上的分量的和。
(2)基底:一个空间中的向量可以表示为基底向量的线性组合。
(3)坐标:一个向量可以用它在基底向量上的投影的值表示。
7.空间向量的几何意义:(1)位移向量:两点之间的位移可以用一个向量表示。
(2)向量的数量积:两个向量的数量积等于一个向量在另一个向量的方向上的投影乘以另一个向量的长度。
(3)向量的矢量积:两个向量的矢量积的大小等于这两个向量张成的平行四边形的面积,方向垂直于这两个向量所在平面。
高考空间向量知识点总结空间向量是高中数学中的重要概念之一,也是高考中常考的知识点。
掌握好空间向量的相关知识对于解题和理解几何概念都非常重要。
本文将为您总结高考空间向量的相关知识点,帮助您更好地备考高考。
一、空间向量的定义和表示方法空间向量是有大小和方向的量,通常用有序三元组表示。
设有两点A(x₁,y₁,z₁)和B(x₂,y₂,z₂),则向量AB可以表示为:AB = (x₂-x₁, y₂-y₁, z₂-z₁)二、空间向量的模、方向余弦和共线性1. 向量的模:向量AB的模表示为|AB|,计算方式为:|AB| = √[(x₂-x₁)² + (y₂-y₁)² + (z₂-z₁)²]2. 向量的方向余弦:设向量AB与坐标轴的夹角分别为α、β、γ,则方向余弦分别为:cosα = (x₂-x₁) / |AB|cosβ = (y₂-y₁) / |AB|cosγ = (z₂-z₁) / |AB|3. 向量的共线性:若两个向量平行或反向平行,则称其共线。
当两个向量的坐标比例相等时,它们共线。
三、空间向量的运算1. 向量的加法:设有两个向量AB和CD,其和可以表示为:AB + CD = (x₂-x₁+x₄-x₃, y₂-y₁+y₄-y₃, z₂-z₁+z₄-z₃)2. 向量的数量乘法:设有一个向量AB和实数k,其数量乘积为:kAB = (kx, ky, kz),其中x, y, z分别为向量AB的坐标3. 向量的点乘和叉乘:(1) 点乘:设有两个向量AB和CD,其点乘结果为:AB · CD = |AB||CD|cosθ,其中θ为两个向量夹角的余弦值(2) 叉乘:设有两个向量AB和CD,其叉乘结果为:AB × CD = (i, j, k),其中i表示x轴分量,j表示y轴分量,k表示z 轴分量四、空间向量的应用1. 向量在平面内的投影:设有一个向量AB和平面α,向量AB在平面α上的投影为向量AC,计算公式为:AC = |AB|cosθ,其中θ为向量AB与平面α的夹角的余弦值2. 平面的方程:设平面α过点A(x₁,y₁,z₁)且法向量为n(a,b,c),则平面α的方程为:ax + by + cz = d,其中d = ax₁ + by₁ + cz₁3. 空间向量的夹角:设有两个向量AB和CD,它们的夹角θ可以通过以下公式计算:cosθ = (AB · CD) / (|AB||CD|)五、空间向量的坐标表示和平行四边形法则1. 坐标表示:空间中的向量可以通过坐标表示,即将向量的尾点移到坐标原点,将向量的起点坐标作为表示该向量的坐标。
高中数学:空间向量知识点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)空间的两个向量可用同一平面内的两条有向线段来表示。
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: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,平行于,记作。
当我们说向量、共线(或//)时,表示、的有向线段所在的直线可能是同一直线,也可能是平行直线。
(2)共线向量定理:空间任意两个向量、(≠),//存在实数λ,使=λ。
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:如果两个向量不共线,与向量共面的条件是存在实数使。
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,存在一个唯一的有序实数组,使。
若三向量不共面,我们把叫做空间的一个基底,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。
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,叫横坐标,叫纵坐标,叫竖坐标。
(2)若空间的一个基底的三个基向量互相垂直,且长为,这个基底叫单位正交基底,用表示。
(3)空间向量的直角坐标运算律:①若,,则,,,,,。
②若,,则。
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。
(4)模长公式:若,,则,(5)夹角公式:。
(6)两点间的距离公式:若,,则,或7. 空间向量的数量积。
高考空间向量知识点空间向量是高考数学中的重要内容之一。
本文将围绕空间向量的定义、向量的共线性与共面性、向量的线性运算以及向量的数量积等知识点展开详细论述。
一、空间向量的定义空间向量是具有大小和方向的有向线段,可以表示为A→。
空间中的向量通常用坐标表示,比如向量A可以表示为(A₀, A₁, A₂),其中A₀、A₁、A₂分别表示向量A在x、y、z轴上的投影。
二、向量的共线性与共面性1. 共线性空间中的三个向量A→、B→、C→共线的条件是存在实数k₁、k₂,使得A→=k₁B→+k₂C→成立。
此时,向量A、B、C共线。
2. 共面性空间中的四个向量A→、B→、C→、D→共面的条件是存在实数k₁、k₂、k₃,使得A→=k₁B→+k₂C→+k₃D→成立。
此时,向量A、B、C、D共面。
三、向量的线性运算1. 向量的加法设有向量A→(A₀, A₁, A₂)和B→(B₀, B₁, B₂),则A→+B→=(A₀+B₀, A₁+B₁, A₂+B₂)。
2. 向量的减法设有向量A→(A₀, A₁, A₂)和B→(B₀, B₁, B₂),则A→-B→=(A₀-B₀, A₁-B₁, A₂-B₂)。
3. 向量的数乘设有向量A→(A₀, A₁, A₂)和实数k,则kA→=(kA₀, kA₁, kA₂)。
四、向量的数量积1. 定义向量A→(A₀, A₁, A₂)和向量B→(B₀, B₁, B₂)的数量积记为A→·B→=A₀B₀+A₁B₁+A₂B₂。
数量积是一种标量。
2. 性质(1) A→·B→=B→·A→;即数量积的交换律成立。
(2) A→·(B→+C→)=A→·B→+A→·C→;即数量积的分配律成立。
(3) k(A→·B→)=(kA→)·B→=A→·(kB→);即数量积的数乘性质成立。
五、空间向量的应用1. 三角关系的解题空间向量可以用于解决三角关系的几何问题。
空间向量知识点空间向量是高中数学中的重要内容之一,它是几何向量的推广和扩展。
了解空间向量的基本概念和性质,有助于我们更好地理解和应用向量。
一、空间向量的基本概念空间向量是指具有大小和方向的量,它是空间中的一条有向线段。
空间向量用矢量表示,通常用字母a、b、c等表示。
空间向量有以下几个基本要素:1. 大小:空间向量的大小通常用线段的长度表示,即向量的模或长度,记作|a|。
2. 方向:空间向量的方向通常用线段的方向表示,可以用射线或箭头表示。
3. 终点:空间向量的终点用有序的三元组(x, y, z)表示,表示向量在三维坐标系中的终点位置。
二、空间向量的运算1. 加法:空间中的向量加法满足交换律和结合律,即(a+b)+c=a+(b+c),a+b=b+a。
向量相加的结果是两个向量的平行四边形的对角线。
2. 减法:向量减法等价于向量的相反数与向量的加法,即a-b=a+(-b)。
向量相减的结果是连接两个向量起点和终点的线段。
3. 数乘:向量与一个实数k的乘积,记作ka,可以改变向量的大小和方向,当k<0时,向量的方向相反。
三、空间向量的表示方法空间向量有多种表示方法:1. 平行四边形法表示:即将向量的起点与坐标系原点重合,终点与坐标系中某点重合,计算该点的坐标进行表示。
2. 数量对表示:使用有序数对(x,y,z)表示向量的平行于坐标轴的分量。
3. 距离表示:使用两点之间的距离来表示向量的大小。
4. 方向角表示:使用与坐标轴的夹角来表示向量的方向。
四、空间向量的性质1. 平行关系:若a和b平行,则存在实数k使得a=k*b。
2. 垂直关系:若a和b垂直,则a·b=0,即a和b的数量积为0。
3. 长度关系:向量的模或长度与其坐标分量相关,可以使用勾股定理计算。
4. 重要定理:向量a、向量b和向量c组成平面三角形的面积等于以向量a和向量b为两边的平行四边形的面积的一半。
空间向量不仅在数学中有重要的应用,还广泛应用于物理、工程等领域。
向量知识点总结公式高中一、向量的定义向量是具有大小和方向的有序组,可以用箭头表示,表示为a→。
向量有两种表示方法,一种是点表示法,将向量的起点放在坐标原点上,由坐标对(x,y)来确定向量的终点,另一种是分量表示法,将向量的起点放在坐标原点上,向量的终点为(x,y),则向量a→=(a1,a2),其中a1为横坐标,a2为纵坐标。
二、向量的基本运算1. 向量的加法:向量的加法符合三角形法则,即若有三个向量a→,b→和c→,则a→+b→=c→,其中c→为以a→和b→为两条边的三角形的第三条边的向量。
2. 向量的减法:向量的减法可以转化为向量的加法,即a→-b→=a→+(-b→)=c→,其中-c→为向量b→的反向量。
3. 向量的数乘:向量的数乘是指向量与一个实数的乘积。
若有向量a→和实数k,则ka→=b→,其中b→的大小为ka的绝对值,方向与a→一致。
4. 基本运算规律:(1) 结合律:a→+(b→+c→)=(a→+b→)+c→;(2) 交换律:a→+b→=b→+a→;(3) 数乘结合律:k(la→)=(kl)a→;(4) 分配律:k(a→+b→)=ka→+kb→。
三、向量的数量积向量的数量积,又叫点积或内积,是数学中的一种运算。
已知有向量a→=(a1,a2)和向量b→=(b1,b2),则a→·b→=a1b1+a2b2,其中a1b1和a2b2分别为向量a→和b→的横坐标和纵坐标乘积之和。
数量积的几何意义是向量a→在向量b→上的投影的长度乘以向量b→的模的长度,即a→·b→=|a→|·|b→|·cosθ,其中θ为向量a→和b→之间的夹角。
数量积还有以下几个重要的性质:1. a→·b→=b→·a→2. (ka→)·b→=k(a→·b→)=a→·(kb→)3. a→·a→=|a→|^24. a→是b→的倍数当且仅当a→·b→=|a→|·|b→|四、向量的叉积向量的叉积,又称外积或向量积,是将两个向量相乘得到一个新的向量的一种向量运算。
高中数学空间向量知识点
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)空间的两个向量可用同一平面内的两条有向线段来表示。
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:
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,平行于,记作。
当我们说向量、共线(或//)时,表示、的有向线段所在的直线可能是同一直线,也可能是平行直线。
(2)共线向量定理:空间任意两个向量、(≠),//存在实数λ,使=λ。
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:如果两个向量不共线,与向量
共面的条件是存在实数使。
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,存在一个唯一的有序实数组,使。
若三向量不共面,我们把叫做空间的一个基底,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。
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,叫横坐标,叫纵坐标,叫竖坐标。
(2)若空间的一个基底的三个基向量互相垂直,且长为,这个基底叫单位正交基底,用表示。
(3)空间向量的直角坐标运算律:
①若,,则,
,,
,
,。
②若,,则。
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。
(4)模长公式:若,,
则,
(5)夹角公式:。
(6)两点间的距离公式:若,,
则,
或
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,在空间任取一点,作,则叫做向量与的夹角,记作;且规定,显然有;若,则称与互相垂直,记作:。
(2)向量的模:设,则有向线段的长度叫做向量的长度或模,记作:。
(3)向量的数量积:已知向量,则叫做的数量积,记作,即。
(4)空间向量数量积的性质:
①。
②。
③。
(5)空间向量数量积运算律:
①。
②(交换律)。
③(分配律)。
【典型例题】
例 1. 已知平行六面体ABCD-,化简下列向量表达式,标出化简结果的向量。
⑴;⑵;
⑶;⑷。
解:如图:
⑴;
⑵=;
⑶设M是线段的中点,则;
⑷设G是线段的三等分点,则。
向量如图所示。
例2. 对空间任一点和不共线的三点,问满足向量式:
(其中)的四点是否共面?
解:∵,
∴,
∴,∴点与点共面。
例 3. 已知空间四边形,其对角线,分别是对边的中点,点在线段上,且,用基底向量表示向量。
解:。
∴。
例 4. 如图,在空间四边形中,,,,,,,求与的夹角的余弦值。
解:∵,
∴。
∴,
所以,与的夹角的余弦值为。
说明:由图形知向量的夹角易出错,如易错写成,切记!
例5. 长方体中,,为与的交点,为与的交点,又,求长方体的高。
分析:本题的关键是如何利用这个条件,在这里可利用将其转化为向量数量积问题。
解:∵,
∴。
∴。
∴,∴,所求高。