021:选修2-1 3.1.1 空间向量及其加减运算
发布时间:2019-12-01 15:18:40
发布时间:2019-12-01 15:18:40
选修2-1 第三章 空间向量与立体几何
§3.1.1 空间向量的加减运算
班级 姓名
一、目标导引
1.了解向量及其线性运算由平面向空间推广的过程;
2.了解空间向量的概念,掌握空间向量的加减线性运算
二、教学过程
【新知初探】
(一)空间向量的基本概念
1.空间向量:空间中具有 和 的量叫做空间向量.
(1)向量的 叫做向量的长度或模;
(2)向量的表示法:一般用有向线段表示,如word/media/image1_1.png或word/media/image2_1.png等;
(3)空间向量是可以平移的.
2.几类特殊向量
(二)空间向量的加减运算
word/media/image5.gif1.空间向量的加法与减法:(空间平行四边形法则、空间三角形法则)
图1 图2 图3
(1)加法的三角形法则:图1中word/media/image6_1.png (用word/media/image7_1.png表示);
用word/media/image8_1.png表示图2中的word/media/image9_1.png ,word/media/image10_1.png ,word/media/image11_1.png ,word/media/image12_1.png .
(2)减法的三角形法则:图3中word/media/image13_1.png (用word/media/image7_1.png表示),
[注]:word/media/image14_1.png ; word/media/image15_1.png ;
2.运算律:(1)加法交换律:word/media/image16_1.png +word/media/image17_1.png = ;
(2)加法结合律:(word/media/image16_1.png + word/media/image17_1.png) + word/media/image18_1.png = ;
【题型解析】
题型一 空间向量的概念辨析
例1 下列说法中正确的是( )
A.若|a|=|b|,则a,b的长度相同,方向相同或相反
B.若向量a是向量b的相反向量,则|a|=|b|
C.空间向量的减法满足结合律
D.在四边形ABCD中,一定有aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png
题型二 空间向量的加法、减法运算
例2 在六棱柱ABCDEFA1B1C1D1E1F1中,化简780ca6290ad4d12f1035b376b392a568.png
[一题多变]
1.[变设问] 若本例条件不变,化简aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png
2.[变条件、变设问] 若本例中的六棱柱是底面为正六边形的棱柱,化简e0c36fd24ee30391a38b05228330e9c2.png
【方法小结】空间向量加法、减法运算的两个技巧
(1)巧用相反向量:向量减法的三角形法则是解决空间向量加、减法的关键,灵活运用相反向量可使向量首尾相接.
(2)巧用平移:利用三角形法则和平行四边形法则进行向量加、减法运算时,务必注意和向量、差向量的方向,必要时可采用空间向量的自由平移获得运算结果.
[注意] (1)向量减法是加法的逆运算,减去一个向量等于加上这个向量的相反向量.
(2)首尾相连的若干向量构成封闭图形时,它们的和向量为零向量.
【课时作业021】
班级 姓名 作业等级
A级 学业水平达标
1.设A,B,C是空间任意三点,下列结论错误的是( )
A.aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png
2.空间四边形ABCD中,M,G分别是BC,CD的中点,则7e25dd67dd62f29f2714f1fa0a3054d4.png
A.2d777585d2559945cbb5f77d9aefa2632.png
3.在正方体ABCDA1B1C1D1中,下列各式中运算的结果为b6ddab208a4a57302b8e88fbea10c11d.png
①aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png
②37572e647ca00dd70b3076aad44a6178.png
③aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png
④37572e647ca00dd70b3076aad44a6178.png
A.①④ B.①②③ C.①②④ D.①②③④
4.如图所示,在三棱柱ABCA′B′C′中,3fc4fba540f076a96caffd82e0c7db3d.png
5.在直三棱柱ABCA1B1C1中,若5c2814bc7fee9bd7449367957f447b36.png
6.给出下列四个命题:
①方向相反的两个向量是相反向量;
②若a,b满足|a|>|b|且a,b同向,则a>b;
③不相等的两个空间向量的模必不相等;
④对于任何向量a,b,必有|a+b|≤|a|+|b|.
其中正确命题的序号为________.
7.已知正方体ABCDA1B1C1D1中,化简下列向量表达式,并在图中标出化简结果的向量.
(1)aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png
B级 应试能力达标
8.已知空间中任意四个点A,B,C,D,则eb7d118c02de5e10a8cbc22cf15d1485.png
A.d777585d2559945cbb5f77d9aefa2632.png
9.在三棱柱ABCA1B1C1中,若5c2814bc7fee9bd7449367957f447b36.png
10.在平行六面体ABCDA1B1C1D1中,M为AC与BD的交点,若0dab669263c5a97fec5a5b7d87e3b9d3.png
11.如图所示,在平行六面体ABCDA1B1C1D1中,设37572e647ca00dd70b3076aad44a6178.png
(1) 5dbc94b2d2f091e34a12add9c35ef279.png
12.如图所示,已知空间四边形ABCD,连接AC,BD,E,F,G分别是BC,CD,DB的中点,请化简以下式子,并在图中标出化简结果.
(1)aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png
选修2-1 第三章 空间向量与立体几何
§3.1.1 空间向量的加减运算
一、目标导引
1.了解向量及其线性运算由平面向空间推广的过程;
2.了解空间向量的概念,掌握空间向量的加减线性运算
二、教学过程
【新知初探】
(一)空间向量的基本概念
1.空间向量:空间中具有 和 的量叫做空间向量.
(1)向量的 叫做向量的长度或模;
(2)向量的表示法:一般用有向线段表示,如word/media/image1_1.png或word/media/image2_1.png等;
(3)空间向量是可以平移的.
2.几类特殊向量
(二)空间向量的加减
word/media/image24.gif1.空间向量的加法与减法:(空间平行四边形法则、空间三角形法则)
图1 图2 图3
(1)加法的三角形法则:图1中word/media/image6_1.png (用word/media/image7_1.png表示);
用word/media/image8_1.png表示图2中的word/media/image9_1.png ,word/media/image10_1.png ,word/media/image11_1.png ,word/media/image12_1.png .
(2)减法的三角形法则:图3中word/media/image13_1.png (用word/media/image7_1.png表示),
[注]:word/media/image14_1.png ; word/media/image15_1.png ;
2.运算律:(1)加法交换律:word/media/image16_1.png +word/media/image17_1.png = ;
(2)加法结合律:(word/media/image16_1.png + word/media/image17_1.png) + word/media/image18_1.png = ;
【题型解析】
题型一 空间向量的概念辨析
例1 下列说法中正确的是( )
A.若|a|=|b|,则a,b的长度相同,方向相同或相反
B.若向量a是向量b的相反向量,则|a|=|b|
C.空间向量的减法满足结合律
D.在四边形ABCD中,一定有aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png
[解析] |a|=|b|,说明a与b模相等,但方向不确定;对于a的相反向量b=-a,故|a|=|b|,从而B正确;只定义加法具有结合律,减法不具有结合律;一般的四边形不具有aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png
题型二 空间向量的加法、减法运算
例2 在六棱柱ABCDEFA1B1C1D1E1F1中,化简780ca6290ad4d12f1035b376b392a568.png
[解] 在六棱柱ABCDEFA1B1C1D1E1F1中,四边形AA1F1F是平行四边形,所以780ca6290ad4d12f1035b376b392a568.png
同理aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png
[一题多变]
1.[变设问] 若本例条件不变,化简aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png
解:根据六棱柱的性质知四边形BB1C1C,DD1E1E都是平行四边形,所以42677ef507650430b64a9d1c1adf2f9f.png
2.[变条件、变设问] 若本例中的六棱柱是底面为正六边形的棱柱,化简e0c36fd24ee30391a38b05228330e9c2.png
解:因为六边形ABCDEF是正六边形,所以BC∥EF,BC=EF,又因为E1F1∥EF,E1F1=EF,
所以BC∥E1F1,BC=E1F1,所以BCE1F1是平行四边形,所以e0c36fd24ee30391a38b05228330e9c2.png
【方法小结】空间向量加法、减法运算的两个技巧
(1)巧用相反向量:向量减法的三角形法则是解决空间向量加、减法的关键,灵活运用相反向量可使向量首尾相接.
(2)巧用平移:利用三角形法则和平行四边形法则进行向量加、减法运算时,务必注意和向量、差向量的方向,必要时可采用空间向量的自由平移获得运算结果.
[注意] (1)向量减法是加法的逆运算,减去一个向量等于加上这个向量的相反向量.
(2)首尾相连的若干向量构成封闭图形时,它们的和向量为零向量.
【课时作业021】
A级 学业水平达标
1.设A,B,C是空间任意三点,下列结论错误的是( B )
A.aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png
2.空间四边形ABCD中,M,G分别是BC,CD的中点,则7e25dd67dd62f29f2714f1fa0a3054d4.png
A.2d777585d2559945cbb5f77d9aefa2632.png
解析:选B 7e25dd67dd62f29f2714f1fa0a3054d4.png
3.在正方体ABCDA1B1C1D1中,下列各式中运算的结果为b6ddab208a4a57302b8e88fbea10c11d.png
①aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png
A.①④ B.①②③ C.①②④ D.①②③④
解析:选D 根据空间向量的加法运算法则及正方体的性质,逐一进行判断:①aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png
4.如图所示,在三棱柱ABCA′B′C′中,3fc4fba540f076a96caffd82e0c7db3d.png
解析:由相等向量与相反向量的定义知:3fc4fba540f076a96caffd82e0c7db3d.png
答案:相等 相反
5.在直三棱柱ABCA1B1C1中,若5c2814bc7fee9bd7449367957f447b36.png
解析:如图,e9619a003c9fe43ed5a7363cde367f6d.png
答案:-c-a+b
6.给出下列四个命题:
①方向相反的两个向量是相反向量;②若a,b满足|a|>|b|且a,b同向,则a>b;
③不相等的两个空间向量的模必不相等;④对于任何向量a,b,必有|a+b|≤|a|+|b|.
其中正确命题的序号为________.
解析:对于①,长度相等且方向相反的两个向量是相反向量,故①错;对于②,向量是不能比较大小的,故不正确;对于③,不相等的两个空间向量的模也可以相等,故③错;只有④正确.
答案:④
7.已知正方体ABCDA1B1C1D1中,化简下列向量表达式,并在图中标出化简结果的向量.
(1)aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png
解:(1)aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png
(2)aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png
B级 应试能力达标
8.已知空间中任意四个点A,B,C,D,则eb7d118c02de5e10a8cbc22cf15d1485.png
A.d777585d2559945cbb5f77d9aefa2632.png
解析:选D 法一:eb7d118c02de5e10a8cbc22cf15d1485.png
法二:eb7d118c02de5e10a8cbc22cf15d1485.png
9.在三棱柱ABCA1B1C1中,若5c2814bc7fee9bd7449367957f447b36.png
解析:df6f110116849e745b89ca3c036ae134.png
10.在平行六面体ABCDA1B1C1D1中,M为AC与BD的交点,若0dab669263c5a97fec5a5b7d87e3b9d3.png
解析:c0452e5a2dc0c58f3eb5e45dafe38bcc.png
=df4344a8d214cca83c5817f341d32b3d.png
11.如图所示,在平行六面体ABCDA1B1C1D1中,设37572e647ca00dd70b3076aad44a6178.png
(1) 5dbc94b2d2f091e34a12add9c35ef279.png
解:(1)∵P是C1D1的中点,
∴5dbc94b2d2f091e34a12add9c35ef279.png
(2)∵N是BC的中点,
∴cae8ed08c043564acff814f24c0f7de0.png
(3)∵M是AA1的中点,
∴170794dbc115e15f309f141e85412c23.png
12.如图所示,已知空间四边形ABCD,连接AC,BD,E,F,G分别是BC,CD,DB的中点,请化简以下式子,并在图中标出化简结果.
(1)aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png
(2)aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png
解:(1)aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png
(2)aceb680a12e73d4af164fd7b3bb2f730.png