空间向量知识点归纳总结.docx

空间向量与立体几何知识点归纳总结一•知识要点1. 空间向量的概念：在空间，我们把具有大小和方向的量叫做向量注：(1)向量一般用有向线段表示同向等长的有向线段表示同一或相等的向量2)向量具有平移不变性2. 空间向量的运算定义：与平面向量运算一样，空间向量的加法、减法与数乘运算如下(如图)mr uur Uur r v uur uur mr r r 岫7 r .OB = OA + AB = a + b BA = OA - OB = a - b OP = *a(*G R)运算律：⑴加法交换律：a+ b b^ a,叱只a a. 〃3 a ⑵加法结合律：(a+b a+c=a+(a+c ⑶数乘分配律：X(a + b)=渍+ Xb运算法则：三角形法则、平行四边形法则、平行六面体法则3. 共线向量1) 如果表示空间向量的少向线段所在的直线平行或重合，那么这些向量也叫做共线向量或平行 向量，a平行于b，记作“〃qPPPqP QP(2) 共线向量定理：空间任意两个向量a、b ( b丰0 )，a//b存在实数人，使a =人b3) 三点共线：A、B、C三点共线<=>AB = X ACOC= xOA+ yOB其中x+y=1)<=> " "a 土 a(4)与 共线的单位向量为 a4. 共面向量(1)定义：一般地，能平移到同一平面的向量叫做共面向量。

说明：空间任意的两向量都是共面的r r r r r X yr (2?共面向量定理：如果两个向量a,b不共线，p与向量a,b共面的条件是存在实数 '/使p = xa + yb(3)四点共面：若A、B、C、P四点共面砂=XAB + yACOP = xOA + yOB + zOC (其中 x + y + z = 1) <=> r r r ra, b, c p5. 空间向量基本定理：如果三个向量 不共面，那么对空间任一向量 ，存在一个唯一 r r r^__r 的有序实数组％’，’z，使p=球+yb+zc r r r r f r若三向量 不共面，我们把｛a,b’c｝叫做空间的一个基底，a’b’c叫做基向量，空间任意 三个不共面的向量都可以构成空间的一个基底 x’ y ’z UU论：诜时,B’勺是不共面的里点，则对空间任一点P，都存在唯一的三个有序实数 OP = xOA + yOB + zOC 使6. 空间向量的直角坐标系：（1）空间直角坐标系中的坐标：在空间直角坐标系° — xyz中，对空间任一点A，存在唯一的有序实数组（x, y ’ z），使， ■ ■ ■ .°A - xi + yi + zk，有序实数组（x,y,z）叫作向量A在空间直角坐标系 O-xyz中的坐标，记作 A（x, y,z） ，x叫横坐标，y叫纵坐标，z叫竖坐标。

注：①点A（x,y,z）关于x轴的的对称点为（x,-y,-z）,关于xoy平面的对称点为（x,y,-z）.即点关 于什么轴/平面对称，什么坐标不变，其余的分坐标均相反②在y轴上的点设为（0,y,0）,在平面yOz 中的点设为（0,y,z） r r r（2）若空间的一个基底的三个基向量互相垂直且长为i，这个基底叫单位正交基底，用｛i" 'k｝表 a = xl + yj + zk(3%空间向量的直角坐标运算律：① 若 a = (a，a , a )，b = (b ,b ,b )，* r 1 2 3 1 2 3a 一 b = (a 一 b , a 一 b , a 一 b ) r r 1 1 2 2 3 3a-b = ab + a b + a b r r 1 1 2 2 3 3 ，a // b = a = Xb , a = Xb ,a ±bab + a b + a b = 0_ o1 1 2 2 3 3② 若 A(x , y , z )，B(x , y , z )，^若 1 1 1 222示空间中任一向量 =（x,y,z）r ra + b = （a + b , a + b , a + b ） 则 r 1 1 2 2 3 3=人b (人e R) 3，uur则 AB = (x2-x「y2人a =（人a ,人a ,人a ）（人e R）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起点的坐标。

AP = k PB，则点P坐标为③ 定比分点公式：若AR顼1，z1),x +Xx y +Xy z + Xz \ (1 2,1 2,1 2 )设 P （ x,y,z ）则(1+ X , 1+ X , 1+ X )(x—x1 y—y1, z—z1)=^ (x2 — x, y2 — y, z2 — z)x +x y + y z + z 'P ( 1 2 , 1 2 , 1 2 )^2 2 »P坐标为AABC中, A(x , y ,z) ,B(x , y ,z ),C(x , y ,z )④ 111 222 333 ，三角形重心x + x + x y + y + y z + z + z、P ( 1 2 3,1 2 3 , 1 2 3 )3 2 2⑤、ABC的五心：AP = x (心P：切圆的圆心，角平分线的交点aB aC.+aBAC)(单位向量)PA = P^ = PC外心P：外接圆的圆心，中垂线的交点 > ■ ■ ■ ■ *垂号：高的交点：PA PB=PA PC=PB PC (移项，积为0，则垂直)1 ■ -重心P：中线的交点，三等分点(中位线比)AP = 3(AB + AC)中心：正三角形的所有心的合一。

r(4)模长公式：若 a = (a ,a ,a )，b = (b ,b ,b )r 1 2 3 1__ 2 3 _则* 1 a |=1 2rI b 1=a - a = : a 2 + a 2 + a 2\ 1 2 r r.■r r a - b(5)夹角公式：g,a-气=*，2 + b 2 + b2a b + a b + a b1 1 2 2 3 3△ ABC中①AB • AC > 0 <=>A为锐角②aB • aC < 0 <=>A为钝角，钝角△(6)两点间的距离公式：若A(x ,y ,z )，B(x ,y ,z )，uur e , 2 3*1 2 3 1 1 2 2则 I AB I= \ AB2 = ((x — x )2 + (y — y )2 + (z — z )2 ，* 2 1 2 1 2 1或 d = J(x — x )2 + (y — y )2 + (z — z )2A, B 、 2 1 2 1 2 17. 空间向量的数量积uur r uur r(1) 空间向量的夹角及其表示：已知两非零向*, r，在空间任取一点o，作0A=a, ob=b' 则ZAOB叫做向量a与b的夹角，记作< a, b > ；且规定0 ~< a,b >~K ，显然有[L —’fl r r 兀 一 r_r r r< a,b >=< b, a > ；若< a,b >=—，则祢a与b互相垂直，记作：a ± b。

uur r 2 uur r r(2) 向量的模：设OA = a，则有向线段OA的长度叫做向量a的长度或模，记作：I a Ir r rr 一 r r(3) 向量的数量积：已知向量a,b，则1 a I I b I COS < a,b >叫做a,b的数量积，记作a -b，―r r r __r ^x 即 a - b = I a I -1 b I - cos< a,b >4)空间向量数量积的性质： r r r r r r r r r r r① a - e =I a I cos < a, e > ② a 上 b 0 a *b — 0(5) r间宣量数量积r算律：r r r r r①(Xa).b =X(d * b) — a * (人b)② a * b — b * a (交换律”~r r ~r ~r r ~r ~r③a *(b +Q = a *b + a *、分配律)a * b）c 壬 a（b * c）④不满足乘法结合率：v二•空间向量与立体几何1 •线线平行^两线的方向向量平行1- 1线面平行^线的方向向量与面的法向量垂直1- 2面面平行0两面的法向量平行2线线垂直（共面与异面）0两线的方向向量垂直2- 1线面垂直0线与面的法向量平行2- 2面面垂直0两面的法向量垂直 3线线夹角0 （共面与异面）［0。

90］ 0两线的方向向量n, n 2的夹角或夹角的补角，coso = cos < n1, n2 >3- 1线面夹角0 ［0］:求线面夹角的步骤：先求线的方向向量AP与面的法向量n的夹角，若为sin o = cos < AP, n >锐角角即可，若为钝角，则取其补角；再求其余角唧是线面的夹角.3- 2面面夹角（二面角）0 ［］:若两面的法向量一进一出，则二面角等于两法向量ni，n2的夹角；法向量同进同出，则二面角等于法向量的夹角的补角・C°S -COS <〃1，〃2>uuu4 •点面距离h :求点P（x ,y ）到平面a的距离：在平面a上去一点Q（x,yJ，得向量PQ .；计算4- 1线面距离（线面平行）：转化为点面距离4- 2面面距离（面面平行）：转化为点面距离【典型例题】1 •基本运算与基本知识（）例k已知平行六面体牌%时ffip,化简下列向量表达式,标出化简结果的向量⑴ AB + BC ； ⑵ AB + AD + AA ；uur uur 1 uurnr 1 uun umr uuur⑶ AB + AD + ^ CC ；⑷ 3(AB + AD + AAf)例2r对空间•任萨°和不共线的三点A，BC，问满足向量式：OP = xOA + yOB + zOC （其中 x + y + z = 1 ）的四点 P, A,B,C 是否共面？例 3 已知空间三^点^］。

2,3），B（-2，1，6），C（1，-1，5）o⑴求以向量AB, AC为一组邻边的平行四边形的面积S； r uuur uuir r .. r⑵若向量a分别与向量AB, AC垂直，且| a | =、3，求向量a的坐标2•基底法（如何找，转化为基底运算）3•坐标法（如何建立空间直角坐标系，找坐标）4 •几何法编号03晚自习测试；17，18题例 4.如图，在空间四边形OABC 中，OA = 8，AB = 6，AC = 4，BC = 5，ZOAC = 45ZOAB = 60 求OA与BC的夹角的余弦值uunr umr uunr umr说明：由图形知向量的夹角易出错，如＜ OA, AC〉= 135o易错写成＜ OA, AC〉= 45切记！例5.长方体ABCD - A B C D中，AB = BC = 4，E为A C与B D的交点，F为BC与B C的交点，又AF ± BE，求长方体的高BB， 11 1【模拟试题】1.已知空间四边形ABCD ，连结AC,BD，设M,G分别是BC,CD的中点，化简下列各表达式，并标 uuur uur uur出化简结果向量:（1）AB + BC + CD ；uur i uur uur umr 1 uur umr（2）AB + ^CBD + BC） ； （3）AG--（AB + AC）。

2.已知平行四边形ABCD，从平面AC。