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1.空間向量的概念:
具有大小和方向的量叫做向量
注:⑴空間的一個(gè)平移就是一個(gè)向量
⑵向量一般用有向線段表示,同向等長(zhǎng)的有向線段表示同一或相等的向量
⑶空間的兩個(gè)向量可用同一平面內(nèi)的兩條有向線段來表示
2.空間向量的運(yùn)算
定義:與平面向量運(yùn)算一樣,空間向量的加法、減法與數(shù)乘向量運(yùn)算如下
運(yùn)算律:⑴加法交換律:a+b=b+a
⑵加法結(jié)合律:(a+b)+c=a+(b+c)
⑶數(shù)乘分配律:λ(a+b)=λa+λb
3共線向量
表示空間向量的有向線段所在的直線互相平行或重合,則這些向量叫做共線向量或平行向量a平行于b記作a//b.
當(dāng)我們說向量a、b共線(或a//b)時(shí),表示a、b的有向線段所在的直線可能是同一直線,也可能是平行直線.
4.共線向量定理及其推論:
共線向量定理:空間任意兩個(gè)向量a、b(b≠0),a//b的充要條件是存在實(shí)數(shù)λ,使a=λb.
推論:如果ι為經(jīng)過已知點(diǎn)A且平行于已知非零向量a的直線,那么對(duì)于任意一點(diǎn)O,點(diǎn)P在直線ι上的充要條件是存在實(shí)數(shù)t 滿足等式 OP=OA+ta.
其中向量a叫做直線ι的方向向量.
5.向量與平面平行:
已知平面α和向量a,作OA=a,如果直線OA平行于α或在α內(nèi),那么我們說向量α平行于平面α,記作:a//α.
通常我們把平行于同一平面的向量,叫做共面向量
說明:空間任意的兩向量都是共面的
6.共面向量定理:
如果兩個(gè)向量a,b不共線,P與向量a,b共面的充要條件是存在實(shí)數(shù)x,y使P=xa+yb
推論:空間一點(diǎn)P位于平面MAB內(nèi)的充分必要條件是存在有序?qū)崝?shù)對(duì)x,y,使MP=xMA+yMB或?qū)臻g任一點(diǎn)O,有OP=OM+xMA+yMB ①
①式叫做平面MAB的向量表達(dá)式
7 空間向量基本定理:
如果三個(gè)向量a,b,c不共面,那么對(duì)空間任一向量p,存在一個(gè)唯一的有序?qū)崝?shù)組x,y,z,使p=xa+yb+zc
推論:設(shè)O,A,B,C是不共面的四點(diǎn),則對(duì)空間任一點(diǎn)P,都存在唯一的三個(gè)有序?qū)崝?shù)x,y,z,使OP=xOA+yOB+zOC
8 空間向量的夾角及其表示:
已知兩非零向量a,b在空間任取一點(diǎn)O,作OA=a,OB=b則∠AOB叫做向量a與b的夾角,記作<a,b>;且規(guī)定0≤<a,b>≤π,顯然有<a,b>=<b,a>;若<a,b>=π/2,則稱a與b互相垂直,記作:a⊥b.
9.向量的模:
設(shè)OA=a,則有向線段OA的長(zhǎng)度叫做向量a的長(zhǎng)度或模,記作:|a|.
10.向量的數(shù)量積: a·b=|a|·|b|·cos<a,b>.
已知向量AB=a和軸ι,e是ι上與ι同方向的單位向量,作點(diǎn)A在ι上的射影A',作點(diǎn)B在ι上的射影B',則A'B'叫做向量AB在軸ι上或在e上的正射影.
可以證明A'B'的長(zhǎng)度|A'B'|=|AB|cos<a,e>=|a,e|.
11.空間向量數(shù)量積的性質(zhì):
(1)a·e=|a|cos<a,e>.
(2)a⊥b<=>a·b=0.
(3)|a|2=a·a.
12.空間向量數(shù)量積運(yùn)算律:
(1)(λa)·b=λ(a·b)=a·(λb).
(2)a·b=b·a(交換律)
(3)a·(b+c)=a·b+a·c(分配律)。