平面向量知识点总结186.pdf
平面向量知识点总结 16、向量：既有大小，又有方向的量 数量：只有大小，没有方向的量 有向线段的三要素：起点、方向、长度 零向量：长度为0的向量 单位向量：长度等于1个单位的向量 平行向量（共线向量）：方向相同或相反的非零向量零向量与任一向量平行 相等向量：长度相等且方向相同的向量 17、向量加法运算：三角形法则的特点：首尾相连 平行四边形法则的特点：共起点 三角形不等式：ababab 运算性质：交换律：abba；结合律：abcabc；00aaa 坐标运算：设11,ax y，22,bxy，则1212,abxxyy 18、向量减法运算：三角形法则的特点：共起点，连终点，方向指向被减向量 坐标运算：设11,ax y，22,bxy，则1212,abxxyy 设、两点的坐标分别为11,x y，22,xy，则1212,xxyy 19、向量数乘运算：实数与向量a的积是一个向量的运算叫做向量的数乘，记作a aa；当0时，a的方向与a的方向相同；当0时，a的方向与a的方向相反；当0时，0a 运算律：aa；aaa；abab 坐标运算：设,ax y，则,ax yxy 20、向量共线定理：向量0a a 与b共线，当且仅当有唯一一个实数，使ba 设11,ax y，22,bxy，其中0b，则当且仅当12210 x yx y时，向量a、0b b 共线 21、平面向量基本定理：如果1e、2e是同一平面内的两个不共线向量，那么对于这一平面内的任意向量a，有且只有一对实数1、2，使1 122aee（不共线的向量1e、2e作为这一平面内所有向量的一组基底）22、分点坐标公式：设点是线段12 上的一点，1、2的坐标分别是11,x y，22,xy，当12 时，点的坐标是1212,11xxyy（当时，就为中点公式。）1 23、平面向量的数量积：cos0,0,0180a ba bab零向量与任一向量的数量积为0 性质：设a和b都是非零向量，则0aba b 当a与b同向时，a ba b；当a与b反向时，a ba b；22a aaa或aa aa ba b 运算律：a bb a；aba bab；abca cb c 坐标运算：设两个非零向量11,ax y，22,bxy，则1212a bx xy y 若,ax y，则222axy，或22axy 设11,ax y，22,bxy，则12120abx xy y 设a、b都是非零向量，11,ax y，22,bxy，是a与b的夹角，则1 21222221122cosx xy ya ba bxyxy 知识链接：空间向量 空间向量的许多知识可由平面向量的知识类比而得.下面对空间向量在立体几何中证明，求值的应用进行总结归纳.1、直线的方向向量和平面的法向量 直线的方向向量：若 A、B 是直线l上的任意两点，则AB为直线l的一个方向向量；与AB平行的任意非零向量也是直线l的方向向量.平面的法向量：若向量n所在直线垂直于平面，则称这个向量垂直于平面，记作n，如果n，那么向量n叫做平面的法向量.平面的法向量的求法（待定系数法）：建立适当的坐标系 设平面的法向量为(,)nx y z 求出平面内两个不共线向量的坐标123123(,),(,)aa a abb b b 根据法向量定义建立方程组00n an b.解方程组，取其中一组解，即得平面的法向量.（如图）1、用向量方法判定空间中的平行关系 线线平行 设直线12,l l的方向向量分别是a b、，则要证明1l2l，只需证明ab，即()akb kR.即：两直线平行或重合两直线的方向向量共线。线面平行（法一）设直线l的方向向量是a，平面的法向量是u，则要证明l，只需证明au，即0a u.即：直线与平面平行直线的方向向量与该平面的法向量垂直且直线在平面外（法二）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.面面平行 若平面的法向量为u，平面的法向量为v，要证，只需证uv，即证uv.即：两平面平行或重合两平面的法向量共线。3、用向量方法判定空间的垂直关系 线线垂直 设直线12,l l的方向向量分别是a b、，则要证明12ll，只需证明ab，即0a b.即：两直线垂直两直线的方向向量垂直。线面垂直（法一）设直线l的方向向量是a，平面的法向量是u，则要证明l，只需证明au，即au.（法二）设直线l的方向向量是a，平面内的两个相交向量分别为mn、，若0,.0a mla n则 即：直线与平面垂直直线的方向向量与平面的法向量共线直线的方向向量与平面内两条不共线直线的方向向量都垂直。面面垂直 若平面的法向量为u，平面的法向量为v，要证，只需证uv，即证0u v.即：两平面垂直两平面的法向量垂直。4、利用向量求空间角 求异面直线所成的角 已知,a b为两异面直线，A，C 与 B，D 分别是,a b上的任意两点，,a b所成的角为，则cos.AC BDAC BD 求直线和平面所成的角 定义：平面的一条斜线和它在平面上的射影所成的锐角叫做这条斜线和这个平面所成的角 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，a与u的夹角为，则为的余角或的补角 的余角.即有：coss.ina ua u 求二面角 定义：平面内的一条直线把平面分为两个部分，其中的每一部分叫做半平面；从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角，这条直线叫做二面角的棱，每个半平面叫做二面角的面 二面角的平面角是指在二面角l的棱上任取一点 O，分别在两个半平面内作射线lBOlAO,，则AOB为二面角l的平面角.如图：O A B O A B l 求法：设二面角l 的两个半平面的法向量分别为m n、，再设m n、的夹角为，二面角l 的平面角为，则二面角为m n、的夹角或其补角.根据具体图形确定是锐角或是钝角：如果是锐角，则coscosm nm n，即arccosm nm n；如果是钝角，则coscosm nm n ，即arccosm nm n.5、利用法向量求空间距离 点 Q 到直线l距离 若 Q 为直线l外的一点,P在直线l上，a为直线l的方向向量，b=PQ，则点 Q 到直线l距离为 221(|)()|ha ba ba 点 A 到平面的距离 若点 P 为平面外一点，点 M 为平面内任一点，平面的法向量为n，则 P 到平面的距离就等于MP在法向量n方向上的投影的绝对值.即cos,dMPn MP n MPMPn MP n MPn 直线a与平面之间的距离 当一条直线和一个平面平行时，直线上的各点到平面的距离相等。由此可知，直线到平面的距离可转化为求直线上任一点到平面的距离，即转化为点面距离。即.n MPdn 两平行平面,之间的距离 利用两平行平面间的距离处处相等，可将两平行平面间的距离转化为求点面距离。即.n MPdn 异面直线间的距离 设向量n与两异面直线,a b都垂直，,Ma Pb则两异面直线,a b间的距离d就是MP在向量n方向上投影的绝对值。即.n MPdn 6、三垂线定理及其逆定理 三垂线定理：在平面内的一条直线，如果它和这个平面的一条斜线的射影垂直，那么它也和这条斜线垂直 推理模式：,POOPAAaPAaaOA aPOA概括为：垂直于射影就垂直于斜线.三垂线定理的逆定理：在平面内的一条直线，如果和这个平面的一条斜线垂直，那么它也和这条斜线的射影垂直 推理模式：,POOPAAaAOaaAP 概括为：垂直于斜线就垂直于射影.7、三余弦定理 设 AC 是平面内的任一条直线，AD 是的一条斜线 AB 在内的射影，且 BDAD，垂足为 D.设 AB 与(AD)所成的角为1，AD 与 AC 所成的角为2，AB 与 AC 所成的角为则12coscoscos.8、面积射影定理 已知平面内一个多边形的面积为 S S原，它在平面内的射影图形的面积为 SS射，平面与平面所成的二面角的大小为锐二面角，则 cos=.SSSS射原 9、一个结论 长度为l的线段在三条两两互相垂直的直线上的射影长分别为123lll、，夹角分别为123、,则有 2222123llll222123coscoscos1 222123sinsinsin2.（立体几何中长方体对角线长的公式是其特例）.21ABDC
