1.2 空间向量基本定理 导学案(含答案)2023-2024学年高二数学人教A版(2019)选择性必修第一册

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1.2 空间向量基本定理 导学案(含答案)2023-2024学年高二数学人教A版(2019)选择性必修第一册

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1.2 空间向量基本定理
一、新知自学
1.空间向量基本定理:如果三个向量a,b,c ,那么对任意一个空间向量p,存在唯一的有序实数组 ,使得.
2.基底和基向量:如果三个向量a,b,c不共面,那么所有空间向量组成的集合就是,这个集合可看作由向量a,b,c生成的,把 叫做空间的一个基底,a,b,c都叫做 ,空间任意三个 的向量都可以构成空间的一个基底.
3.空间向量的正交分解:特别地,如果空间的一个基底中的三个基向量 ,且长度都为1,那么这个基底叫做 ,常用表示,由空间向量基本定理可知,对空间中的任意向量a,均可以分解为三个向量xi,yj,zk,使 .像这样,把一个空间向量分解为三个两两垂直的向量,叫做把空间向量进行 .
二、问题思考
1.如何判断由三个向量组成的向量组能否作为基底?
2.用基底表示向量的步骤是什么?
三、练习检测
1.在长方体中,可以作为空间向量一个基底的是( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
2.如图,在平行六面体中,与的交点为M.设,,,则下列向量中与相等的是( ).
A. B.
C. D.
3.已知P为空间中任意一点,A,B,C,D四点满足任意三点均不共线,但四点共面,且,则实数x的值为___________.
4.如图,已知正四面体OABC的棱长都等于1,M,N,P分别是OA,BC,OC的中点,且,,.
(1)用a,b,c表示,;
(2)求.
【答案及解析】
一、新知自学
1.不共面
2. 基向量 不共面
3.两两垂直 单位正交基底 正交分解
二、问题思考
1.判断由三个向量组成的向量组能否作为基底,关键是判断这三个向量是否共面,首先考虑三个向量是不是零向量,其次判断三个非零向量是否共面.如果从正面入手难以判断三个向量是否共面,可假设三个向量共面,利用向量共面的充要条件建立方程组,若方程组有解,则三个向量共面;若方程组无解,则三个向量不共面.
2.(1)定基底:根据已知条件确定三个不共面的向量,这三个向量的集合构成空间向量的一组基底.
(2)找目标:用确定的基底(或已知基底)表示目标向量,需要根据三角形法则及平行四边形法则,结合相等向量的代换、向量的运算进行变形、化简,最后求出结果.
(3)下结论:利用空间向量的一组基底表示出空间中的向量,但要注意表示要彻底,即表示的结果中只能含有基向量,不能含有其他的向量
三、练习检测
1.答案:C
解析:如图.因为,所以,,共面,故A不符合题意;因为,所以,,共面,故B不符合题意;因为,,不共面,故C符合题意;因为,,共面,故D不符合题意.选C.
2.答案:A
解析:.
3.答案:
解析:由题意可得,.又因为P是空间中任意一点,A,B,C,D四点满足任意三点均不共线,但四点共面,所以,解得.
4.解析:(1)

.
(2)易知,,
所以.

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