年高考数学一轮总复习名师精讲 第48讲空间向量的坐标运算课件.ppt

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1、v 第四十八第四十八讲v(第四十九第四十九讲(文文)空空间向量的坐向量的坐标运算运算2021/8/8 星期日1v回归课本v1.如果空间的一个基底的三个基向量互相垂直，且长都为1，则这个基底叫做单位正交基底，常用i，j，k来表示v在空间选定一点O和一个单位正交基底，如图，以点O为原点，分别以i，j，k的方向为正方向建立三条数轴：x轴、y轴、z轴，它们都叫坐标轴，这时我们说建立了一个空间直角坐标系Oxyz，点O叫原点，向量i，j，k都叫做坐标向量，通过每两个坐标轴的平面叫做坐标平面，分别称xOy平面、yOz平面、zOx平面2021/8/8 星期日2v作空间直角坐标系Oxyz时，一般使xOy135，

2、yOz90.v对于空间任一向量a，由空间向量的基本定理，存在唯一的有序实数组(a1，a2，a3)，使aa1ia2ja3k.v有序实数组(a1，a2，a3)叫做a在空间直角坐标系Oxyz中的坐标，记为a(a1，a2，a3)对于空间任一点A，对应一个向量，于是存在唯一的有序实数组x，y，z，使xiyjzk，即点A的坐标为(x，y，z)v2向量的直角坐标运算v设a(a1，a2，a3)，b(b1，b2，b3)，则vab(a1b1，a2b2，a3b3)；vab(a1b1，a2b2，a3b3)；2021/8/8 星期日3vaba1b1a2b2a3b3；vababa1b1，a2b2，a3b3(R)或(b1，

3、b2，b3均不为0)vabab0a1b1a2b2a3b30.v设A(x1，y1，z1)，B(x2，y2，z2)，则v(x2，y2，z2)(x1，y1，z1)(x2x1，y2y1，z2z1)；v这就是说，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始点的坐标2021/8/8 星期日42021/8/8 星期日52021/8/8 星期日6v答案：C2021/8/8 星期日7v答案：B2021/8/8 星期日8v答案：B2021/8/8 星期日9v答案：D2021/8/8 星期日10v答案：A 2021/8/8 星期日11v类型一空间向量的坐标运算v解题准备：向量坐标的运算，

4、就是向量的同名坐标之间的代数运算，向量相等就是对应坐标相等要注意区分点的坐标与向量的坐标的关系v【典例1】设向量a(3,5，4)，b(2,1,8)，计算2a3b,3a2b，ab以及a与b所成的角的余弦值，并确定，的值，使ab与z轴垂直2021/8/8 星期日122021/8/8 星期日132021/8/8 星期日14v(32，5，48)(0,0,1)v480知，v只要，满足480即可使ab与z轴垂直v点评由本例可知，要使向量a a(x1，x2，x3)与z轴垂直，只要x30即可可见，要使向量a a与某一个坐标轴垂直，只要向量a a的相应坐标为零即可，且反之亦真空间向量的坐标运算类似于平面向量的坐

5、标运算，解决此类问题关键是熟练运用公式2021/8/8 星期日15v类型二空间向量的平行与垂直问题v解题准备：用向量方法证明线面平行有多种方法，一是证明直线的方向向量与平面内的某一向量是共线(平行)向量；二是证明直线的方向向量与该平面的法向量垂直；还可以证明直线的方向向量与平面的两不共线向量是共面向量，即利用平面向量基本定理进行证明，同学们不妨试一下这种方法2021/8/8 星期日16v【典例2】如图，已知正方形ABCD和矩形ACEF所在的平面互相垂直，AB，AF1，M是线段EF的中点v(1)求证：AM平面BDE；v(2)求证：AM平面BDF.2021/8/8 星期日172021/8/8 星期

6、日182021/8/8 星期日192021/8/8 星期日20v3求二面角的大小，如图所示，在二面角 l中，n1和n2分别为平面和的法向量记二面角l的大小为，由cosn1，n2m得：v若二面角为锐角，则arccos|m|；v若二面角为钝角，则arccos|m|.2021/8/8 星期日21v【典例3】v2011淄博市一模)如图，三棱锥PABC中，PC平面ABC，PCAC2，ABBC，D是PB上一点，且CD平面PAB.v(1)求证：AB平面PCB；v(2)求异面直线AP与BC所成的角的大小；v(3)求二面角CPAB的余弦值2021/8/8 星期日222021/8/8 星期日232021/8/8

7、星期日242021/8/8 星期日25v点评本题第(2)问建立空间直角坐标系，如果选取的方式不同，则图中各点的坐标表示也不相同；第(3)问利用两平面的法向量研究二面角问题，避免了辅助线的麻烦，但解题关键是平面法向量的求法，以及观察二面角是锐角还是钝角，不然容易出错2021/8/8 星期日26v平面法向量的求法：设平面的法向量为n(x，y，z)，利用与平面内的两个向量a、b垂直，其数量积为零，列出两个三元一次方程，然后只要取其某一组解，即得平面的法向量如本例中平面PAC的法向量n就是这样求得的2021/8/8 星期日27v探究1：如图，已知点P在正方体ABCDABCD的对角线BD上，PDA60.

8、v(1)求DP与CC所成角的大小；v(2)求DP与平面AADD所成角的大小2021/8/8 星期日282021/8/8 星期日292021/8/8 星期日30v点评：本题考查空间向量的基础知识，空间向量在实际问题中的应用及运算能力2021/8/8 星期日312021/8/8 星期日322021/8/8 星期日332021/8/8 星期日34v探究2：v如图所示，四边形ABCD是菱形，PA平面ABCD，PAAD2，BAD60.v(1)求证：平面PBD平面PAC；v(2)求点A到平面PBD的距离；v(3)求异面直线AB与PC的距离2021/8/8 星期日35v解析：以AC、BD的交点为坐标原点，2021/8/8 星期日362021/8/8 星期日372021/8/8 星期日38v快速解题v技法v如图，长方体ABCDA1B1C1D1中，AB4，AD3，AA12，E、F分别是AB、BC上的点，且EBFB1.v(1)求二面角CDEC1的正切值；v(2)求直线EC1与FD1所成角的余弦值2021/8/8 星期日39v快解：2021/8/8 星期日40v(2)如图延长BA，取AGBE1，连结D1G，则D1GEC1，FD1G为所求2021/8/8 星期日412021/8/8 星期日42