高中数学 3.1.4空间向量的正交分解及其坐标表示课件 新人教A版选修2-1.ppt

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1、3.1.43.1.4空间向量的正交分空间向量的正交分 解及其坐标表示解及其坐标表示lOP例例1 在平面内的一条直线，如果和这个平面的一在平面内的一条直线，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。条斜线的射影垂直，那么它也和这条斜线垂直。已知：如图，已知：如图，PO,PA分别是平面分别是平面的的垂垂线线，斜，斜线线,AO是是PA在平面在平面内的射内的射影，影，AlOPA已知：如图，已知：如图，PO,PA分别是平面分别是平面的的垂垂线线，斜，斜线线,AO是是PA在平面在平面内的射内的射影，影，a分析分析:同样可用向量同样可用向量,证明思路几乎一样证明思路几乎一样,只只不过其中的

2、加法运算不过其中的加法运算用减法运算来分析用减法运算来分析.nlmgnzmgl例例2 如图，如图，m,n是平面是平面内的两条相交直内的两条相交直线线。如果如果l m,l n,求证：求证：l 3.1.43.1.4空间向量的正交分空间向量的正交分 解及其坐标表示解及其坐标表示共线向量定理共线向量定理:复习：共面向量定理共面向量定理:平面向量基本定理：平面向量的正交分解及坐标表示平面向量的正交分解及坐标表示xyo问题：问题：我们知道，平面内的任意一个向量我们知道，平面内的任意一个向量 都可以都可以用两个不共线的向量用两个不共线的向量 来表示（平面向量基本定来表示（平面向量基本定理）。对于空间任意一个

3、向量，有没有类似的结论呢理）。对于空间任意一个向量，有没有类似的结论呢？xyzOQP 由此可知，如果由此可知，如果 是空间两是空间两两垂直的向量，那么，对空间任一两垂直的向量，那么，对空间任一向量向量 ，存在一个有序实数组，存在一个有序实数组 x,y,z使得使得 我们称我们称 为向量为向量 在在 上的分向量。上的分向量。探究：探究：在空间中，如果用任意三个不共面向量在空间中，如果用任意三个不共面向量 代替两两垂直的向量代替两两垂直的向量 ，你能得出类似的，你能得出类似的 结论吗？结论吗？任意不共面的三个向量都可做为空间的一个基底。任意不共面的三个向量都可做为空间的一个基底。空间向量基本定理：空

4、间向量基本定理：如果三个向量 不共面，那么对空间任一向量 ，存在一个唯一的有序实数组x，y，z，使都叫做都叫做基向量基向量（1）任意不共面的三个向量都可做为空间的一个基底。）任意不共面的三个向量都可做为空间的一个基底。特别提示：特别提示：对于基底对于基底a,b,c,除了应知道除了应知道a,b,c不共面，不共面，还应明确：还应明确：（2）由于可视由于可视 为与任意一个非零向量共线，与任为与任意一个非零向量共线，与任意两个非零向量共面，所以三个向量不共面，就隐含着意两个非零向量共面，所以三个向量不共面，就隐含着它们都不是它们都不是 。（3）一个基底是指一个向量组，一个基向量是指基）一个基底是指一个

5、向量组，一个基向量是指基底中的某一个向量，二者是相关连的不同概念。底中的某一个向量，二者是相关连的不同概念。推论：推论：设设O、A、B、C是不共线的四点，则对空间任一是不共线的四点，则对空间任一点点P，都存在唯一的有序实数组都存在唯一的有序实数组x,y,z，使使 当且仅当当且仅当x+y+z=1时，时，P、A、B、C四点共面。四点共面。一、空间直角坐标系一、空间直角坐标系 单位正交基底：单位正交基底：如果空间的一个基底的如果空间的一个基底的三个基向量互相垂直，且长都为三个基向量互相垂直，且长都为1，则这个，则这个基底叫做基底叫做单位正交基底单位正交基底,常用常用e1,e2,e3 表表示示 空间直

6、角坐标系：空间直角坐标系：在空间选定一点在空间选定一点O和一和一个单位正交基底个单位正交基底 e1,e2,e3,以点以点O为原点，分为原点，分别以别以e1,e2,e3的正方向建立三条数轴：的正方向建立三条数轴：x轴、轴、y轴、轴、z轴，它们都叫做坐标轴轴，它们都叫做坐标轴.这样就建立了这样就建立了一个空间直角坐标系一个空间直角坐标系O-xyz 点点O叫做原点，向量叫做原点，向量e1,e2,e3都叫做都叫做坐标坐标向量向量.通过每两个坐标轴的平面叫做通过每两个坐标轴的平面叫做坐标平坐标平面面。给定一个空间坐标系和向给定一个空间坐标系和向量量 ,且设且设e1,e2,e3为坐标向量，为坐标向量，由空

7、间向量基本定理，存在唯由空间向量基本定理，存在唯一的有序实数组一的有序实数组(x,y,z)使使 p=xe1+ye2+ze3 有序数组有序数组(x,y,z)叫做叫做p在空间在空间直角坐标系直角坐标系O-xyz中的坐标，中的坐标，记作记作.P=(x,y,z)二、空间向量的直角坐标系二、空间向量的直角坐标系xyzOe1e2e3 在空间直角坐标系在空间直角坐标系O-xyz中，对空间任一点，中，对空间任一点，A,对应一个向量对应一个向量OA，于是存在唯一的有序实数于是存在唯一的有序实数组组x,y,z，使使 OA=xe1+ye2+ze3 在单位正交基底在单位正交基底e1,e2,e3中与向量中与向量OA对应

8、的有序实数对应的有序实数组组(x,y,z)，叫做点叫做点A在此空在此空间直角坐标系中的坐标，记间直角坐标系中的坐标，记作作A(x,y,z)，其中其中x叫做点叫做点A的的横坐标，横坐标，y叫做点叫做点A的纵坐标，的纵坐标，z叫做点叫做点A的竖坐标的竖坐标.xyzOA(x,y,z)e1e2e3练习：练习：1、在空间坐标系、在空间坐标系o-xyz中，中，(分分别是与别是与x轴、轴、y轴、轴、z轴的正方向相同的单位向量轴的正方向相同的单位向量)则则 的坐标为的坐标为 ，点，点B的坐标为的坐标为 。2、点、点M（2，-3，-4）在坐标平面）在坐标平面xoy、xoz、yoz内的正内的正投影的坐标分别为投影的坐标分别为 ，关于原点的对称点为，关于原点的对称点为 ，关于轴的对称点为，关于轴的对称点为 ，例题例题已知空间四边形OABC，其对角线为OB，AC，M，N，分别是对边OA，BC的中点，点P，Q是线段MN三等分点，用基向量OA，OB，OC表示向量OP,OQ.BOACPNMQ1、已知向量、已知向量a，b，c是空间的一个基底是空间的一个基底求证：向量求证：向量a+b，a-b，c能构成空间的一个基底能构成空间的一个基底练习练习练习练习2