空间向量基础知识点
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向量分为6个部分:(1)向量的概念(2)向量的运算(3)向量的定理(4)平行于垂直(5)夹角问题(6)距离问题 一:向量的概念
1:空间向量:在空间中研究既有大小又有方向的量 表示法→
→
AB a ,表示以A 为向量的起点,B 表示向量的终点。 2:自由向量:向量与向量的起点无关 3:向量的长度也叫向量的模:→
→a AB ,
4:向量的夹角:过空间任一点作向量→
→b a ,的相等向量→
→
OB OA ,,则角
AOB ∠叫做向量→
→b a ,的夹角,记做→
→b
a ,,规定1,0≤≤→
→b a
当2
,π
=→
→b a 时,向量→→b a ,垂直,记做→
→
⊥b a
当0,=→→b a 或π时,向量→→b a ,平行,记做→
→b a 5:方向向量及法向量
与l 平行的向量叫做方向向量;与l 垂直的向量叫做法向量
6:单位向量:对于任意一个非零向量→
a ,把
→
→
a
a 叫做向量→
a 的单位向
量
二:向量的运算
1:加减法:平行四边形法则 (1)结合律(a+b )+c=a+(b+c) (2)交换律 a+b=b+a
2:数乘:(1)→
→=a a λλ当λ>0时同向,当λ<0是反向
)())(4(;)(,)()3(;)2(→
→
→
→
→
→
→
→
→
→
→
=+=++=+=a a a a a b a b a a a μλλμμλμλλλλλλ
定理:空间两个向量→→b a ,共线的充要条件是存在实数λ,使得→
→=b a λ 3:数量积:空间两个向量→→b a ,的数量积是一个数,等于→
→→→b a b a ,cos 记做→
→⋅b a
空间向量依然满足(1)交换律→
→→
→⋅=⋅a b b a (2)分配律:→
→→→→→→
⋅+⋅=⎪⎭⎫
⎝⎛+⋅c a b a c b a
(3)→
→→→=⎪⎭
⎫
⎝⎛⋅b a b a )(λλ
→
→
→
→→
→→→→→→→→
⋅⋅=
=⋅⇔⊥⋅=b
a b
a b a b a b a a a a ,cos ;0;(→
→→→≠≠0,0b a )
三:空间向量的标准正交分解与坐标表示
1:→
→
→
→
++=k z j y i x a (其中→
→→k j i ,,分别是x ,y ,z 轴正方向是的单位长度)
→→→→
++=k z j y i x a 叫做向量a 的标准正交分解,→
→→k j i ,,叫做标准正交基
空间向量→
a 的坐标表示为),,(z y x
向量→
a 在向量→
b 上的投影为:→→→→→=⋅00,cos b a a b a 其中→
0b 为单位向量: 2:空间向量基本定理:如果向量→
→→321,,e e e 是空间三个不公面的向量,→
a 是空间任一向量,那么存在唯一一组实数321,,λλλ使得
→→→→
++=332211e e e a λλλ其中→
→→321,,e e e 叫做这个空间的一个基底
3:空间向量的运算
(1)加减),,(212121z z y y x x b a +++=+→
→
;),,(212121z z y y x x b a ---=-→
→
(2)数乘:),,(111z y x a λλλλ=→
(3)数量积:212121z z y y x x b a ++=⋅→
→ (4)空间向量长度及夹角的表示
22
22
22
21
21
21
21212121
212
1,cos ;z
y x z y x z z y y x x b a z y x a a a ++⋅++++=
++=⋅=→
→→
→→
四:垂直于平行
1:线面垂直的判定定理:若一条直线垂直一个平面内的两条相交直线,则该直线与此平面垂直
2:面面平行的判定定理:若平面内两条相交直线都平行于另一个平面,则这两个平面平行。
3:三垂线定理:若平面内的一条直线垂直于平面外的一条直线在该平面上的投影,则这两条直线垂直
五:空间两点的距离公式:221221212)()()(z z y y x x d -+-+-=
六:(1)利用法向量求点到面的距离定理:设→
n 是平面α的法向量,
AB 是平面α的一条射线,其中,α∈A ,则点B 到平面α的距离为
→
→
→
⋅n
n
AB
(2)利用法向量求二面角的平面角定理