选修2-1第三章-空间向量与立体几何-导学案(共22页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上3.1.1空间向量及其运算 学习目标 1. 理解空间向量的概念,掌握其表示方法;2. 会用图形说明空间向量加法、减法、数乘向量及它们的运算律;3. 能用空间向量的运算意义及运算律解决简单的立体几何中的问题 学习过程 一、课前准备(预习教材P84 P86,找出疑惑之处)复习1:平面向量基本概念:具有 和 的量叫向量, 叫向量的模(或长度); 叫零向量,记着 ; 叫单位向量. 叫相反向量, 的相反向量记着 . 叫相等向量. 向量的表示方法有 , ,和 共三种方法. 复习2:平面向量有加减以及数乘向量运算:1. 向量的加法和减法的运算法则有 法则 和 法则. 2. 实数与向
2、量的积:实数与向量a的积是一个 量,记作 ,其长度和方向规定如下: (1)|a| . (2)当0时,a与A. ;当0时,a与A. ;当0时,a .3. 向量加法和数乘向量,以下运算律成立吗?加法交换律:abba加法结合律:(ab)ca(bc)数乘分配律:(ab)ab二、新课导学 学习探究探究任务一:空间向量的相关概念问题: 什么叫空间向量?空间向量中有零向量,单位向量,相等向量吗?空间向量如何表示?新知:空间向量的加法和减法运算:空间任意两个向量都可以平移到同一平面内,变为两个平面向量的加法和减法运算,例如右图中, , ,试试:1. 分别用平行四边形法则和三角形法则求.2. 点C在线段AB上,
3、且,则 , .反思:空间向量加法与数乘向量有如下运算律吗?加法交换律:A. + B. = B. + a;加法结合律:(A. + b) + C. =A. + (B. + c);数乘分配律:(A. + b) =A. +b 典型例题例1 已知平行六面体(如图),化简下列向量表达式,并标出化简结果的向量:变式:在上图中,用表示和.小结:空间向量加法的运算要注意:首尾相接的若干向量之和,等于由起始向量的起点指向末尾向量的终点的向量,求空间若干向量之和时,可通过平移使它们转化为首尾相接的向量例2 化简下列各式: ; .变式:化简下列各式: ; ; .小结:化简向量表达式主要是利用平行四边形法则或三角形法则
4、,遇到减法既可转化成加法,也可按减法法则进行运算,加法和减法可以转化. 动手试试练1. 已知平行六面体, M为AC与BD的交点,化简下列表达式: ; ; .三、总结提升 学习小结1. 空间向量基本概念;2. 空间向量加法、减法、数乘向量及它们的运算律 知识拓展平面向量仅限于研究平面图形在它所在的平面内的平移,而空间向量研究的是空间的平移,它们的共同点都是指“将图形上所有点沿相同的方向移动相同的长度”,空间的平移包含平面的平移. 学习评价 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ). A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1. 下列说法中正确的
5、是( )A. 若=,则,的长度相同,方向相反或相同;B. 若与是相反向量,则=;C. 空间向量的减法满足结合律;D. 在四边形ABCD中,一定有.2. 长方体中,化简= 3. 已知向量,是两个非零向量,是与,同方向的单位向量,那么下列各式正确的是( )A. B. 或C. D. =4. 在四边形ABCD中,若,则四边形是( )A. 矩形 B. 菱形 C. 正方形 D. 平行四边形5. 下列说法正确的是( )A. 零向量没有方向 B. 空间向量不可以平行移动C. 如果两个向量不相同,那么它们的长度不相等D. 同向且等长的有向线段表示同一向量 课后作业 1. 在三棱柱ABC-ABC中,M,N分别为B
6、C,BC的中点,化简下列式子: + + 2. 如图,平行六面体中,点为与的的交点,则下列向量中与相等的是( )A. B. C. D. 3.1.2 空间向量的数乘运算(一) 学习目标 1. 掌握空间向量的数乘运算律,能进行简单的代数式化简;2. 理解共线向量定理和共面向量定理及它们的推论; 3. 能用空间向量的运算意义及运算律解决简单的立体几何中的问题 学习过程 一、课前准备(预习教材P86 P87,找出疑惑之处)复习1:化简: 5()+4(); .复习2:在平面上,什么叫做两个向量平行?在平面上有两个向量, 若是非零向量,则与平行的充要条件是 二、新课导学 学习探究探究任务一:空间向量的共线问
7、题:空间任意两个向量有几种位置关系?如何判定它们的位置关系?新知:空间向量的共线:1. 如果表示空间向量的 所在的直线互相 或 ,则这些向量叫共线向量,也叫平行向量. 2. 空间向量共线:定理:对空间任意两个向量(), 的充要条件是存在唯一实数,使得 推论:如图,l为经过已知点A且平行于已知非零向量的直线,对空间的任意一点O,点P在直线l上的充要条件是 试试:已知 ,求证: A,B,C三点共线. 反思:充分理解两个向量共线向量的充要条件中的,注意零向量与任何向量共线. 典型例题例1 已知直线AB,点O是直线AB外一点,若,且x+y1,试判断A,B,P三点是否共线?变式:已知A,B,P三点共线,
8、点O是直线AB外一点,若,那么t 例2 已知平行六面体,点M是棱AA的中点,点G在对角线AC上,且CG:GA=2:1,设=,试用向量表示向量.变式1:已知长方体,M是对角线AC中点,化简下列表达式: ; 变式2:如图,已知不共线,从平面外任一点,作出点,使得:. 小结:空间向量的化简与平面向量的化简一样,加法注意向量的首尾相接,减法注意向量要共起点,并且要注意向量的方向. 动手试试练1. 下列说法正确的是( )A. 向量与非零向量共线,与共线,则与 共线;B. 任意两个共线向量不一定是共线向量;C. 任意两个共线向量相等;D. 若向量与共线,则. 2. 已知,若,求实数 三、总结提升 学习小结
9、1. 空间向量的数乘运算法则及它们的运算律;2. 空间两个向量共线的充要条件及推论. 知识拓展平面向量仅限于研究平面图形在它所在的平面内的平移,而空间向量研究的是空间的平移,它们的共同点都是指“将图形上所有点沿相同的方向移动相同的长度”,空间的平移包含平面的平移. 学习评价 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ). A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1. 下列说法正确的是( )A.与非零向量共线,与共线,则与共线B. 任意两个相等向量不一定共线C. 任意两个共线向量相等D. 若向量与共线,则2. 正方体中,点E是上底面的中心,若,则x
10、 ,y ,z . 3. 若点P是线段AB的中点,点O在直线AB外,则 + .4. 平行六面体, O为AC与BD的交点,则 5. 已知平行六面体,M是AC与BD交点,若,则与相等的向量是( )A. ; B. ;C. ; D. . 课后作业: 3.1.2 空间向量的数乘运算(二) 学习目标 1. 掌握空间向量的数乘运算律,能进行简单的代数式化简;2. 理解共线向量定理和共面向量定理及它们的推论; 3. 能用空间向量的运算意义及运算律解决简单的立体几何中的问题 学习过程 一、课前准备(预习教材P86 P87,找出疑惑之处)复习1:什么叫空间向量共线?空间两个向量, 若是非零向量,则与平行的充要条件是
11、 复习2:已知直线AB,点O是直线AB外一点,若,试判断A,B,P三点是否共线?二、新课导学 学习探究探究任务一:空间向量的共面问题:空间任意两个向量不共线的两个向量有怎样的位置关系?空间三个向量又有怎样的位置关系? 新知:共面向量: 同一平面的向量. 2. 空间向量共面:定理:对空间两个不共线向量,向量与向量共面的充要条件是存在 , 使得 .推论:空间一点P与不在同一直线上的三点A,B,C共面的充要条件是: 存在 ,使 对空间任意一点O,有 试试:若空间任意一点O和不共线的三点A,B,C满足关系式,则点P与 A,B,C共面吗?反思:若空间任意一点O和不共线的三点A,B,C满足关系式,且点P与
12、 A,B,C共面,则 . 典型例题例1 下列等式中,使M,A,B,C四点共面的个数是( ).A. 1 B. 2 C. 3 D. 4变式:已知A,B,C三点不共线,O为平面ABC外一点,若向量则P,A,B,C四点共面的条件是 例2 如图,已知平行四边形ABCD,过平面AC外一点O作射线OA,OB,OC,OD,在四条射线上分别取点E,F,G,H,并且使求证:E,F,G,H四点共面. 变式:已知空间四边形ABCD的四个顶点A,B,C,D不共面,E,F,G,H分别是AB,BC,CD,AD的中点,求证:E,F,G,H四点共面.小结:空间向量的化简与平面向量的化简一样,加法注意向量的首尾相接,减法注意向量
13、要共起点,并且要注意向量的方向. 动手试试练1. 已知三点不共线,对平面外任一点,满足条件,试判断:点与是否一定共面?练2. 已知,若,求实数 三、总结提升 学习小结1. 空间向量的数乘运算法则及它们的运算律;2. 空间两个向量共线的充要条件及推论. 知识拓展平面向量仅限于研究平面图形在它所在的平面内的平移,而空间向量研究的是空间的平移,它们的共同点都是指“将图形上所有点沿相同的方向移动相同的长度”,空间的平移包含平面的平移. 学习评价 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ). A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1. 在平行六面体AB
14、CDA1B1C1D1中,向量、是( )A. 有相同起点的向量 B等长向量 C共面向量 D不共面向量.2. 正方体中,点E是上底面的中心,若,则x ,y ,z . 3. 若点P是线段AB的中点,点O在直线AB外,则 + .4. 平行六面体, O为AC与BD的交点,则 .5. 在下列命题中:若a、b共线,则a、b所在的直线平行;若a、b所在的直线是异面直线,则a、b一定不共面;若a、b、c三向量两两共面,则a、b、c三向量一定也共面;已知三向量a、b、c,则空间任意一个向量p总可以唯一表示为pxaybzc其中正确命题的个数为 ( ).A0 B.1 C. 2 D. 3课后作业: 1. 若,若,求实数
15、.2.已知两个非零向量不共线, . 求证:共面3.1.3空间向量的数量积(1) 学习目标 1. 掌握空间向量夹角和模的概念及表示方法;2. 掌握两个向量的数量积的计算方法,并能利用两个向量的数量积解决立体几何中的一些简单问题 学习过程 一、课前准备(预习教材P90 P92,找出疑惑之处)复习1:什么是平面向量与的数量积? 复习2:在边长为1的正三角形ABC中,求.二、新课导学 学习探究探究任务一:空间向量的数量积定义和性质 问题:在几何中,夹角与长度是两个最基本的几何量,能否用向量的知识解决空间两条直线的夹角和空间线段的长度问题? 新知:1) 两个向量的夹角的定义:已知两非零向量,在空间 一点
16、,作,则叫做向量与的夹角,记作 . 试试: 范围: =0时, ;=时, 成立吗? ,则称与互相垂直,记作 .2) 向量的数量积:已知向量,则 叫做的数量积,记作,即 .规定:零向量与任意向量的数量积等于零.反思: 两个向量的数量积是数量还是向量? (选0还是) 你能说出的几何意义吗?3) 空间向量数量积的性质: (1)设单位向量,则(2) (3) .4) 空间向量数量积运算律:(1)(2)(交换律)(3)(分配律反思: 吗?举例说明. 若,则吗?举例说明. 若,则吗?为什么? 典型例题例1 用向量方法证明:在平面上的一条直线,如果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.变式1:
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