1、空间向量基本定理【学习目标】课程标准学科素养1.理解空间向量的正交分解,空间向量的基本定理,2.能用空间一个基底表示空间的任意向量.(重点)1、数学运算2、数学抽象【自主学习】1. 空间向量基本定理定理:如果三个向量a,b,c不共面,那么对空间任一向量p,存在有序实数组x,y,z,使得pxaybzc.其中a,b,c叫做空间的一个基底,a,b,c都叫做基向量2.单位正交基底空间的一个基底中的三个基向量两两垂直,且长度都为1,那么这个基底叫做单位正交基底,常用i,j,k,a可以分解成三个向量,axiyjzk,像这样叫做把空间向量进行正交分解。【小试牛刀】1.判断正错(1)空间的任何一个向量都可用三
2、个给定向量表示()(2)若a,b,c为空间的一个基底,则a,b,c全不是零向量()(3)如果向量a,b与任何向量都不能构成空间的一个基底,则一定有a与b共线()(4)任何三个不共线的向量都可构成空间的一个基底()2在下列两个命题中,真命题是()若三个非零向量a,b,c不能构成空间的一个基底,则a,b,c共面;若a,b是两个不共线向量,而cab(,R且0),则a,b,c构成空间的一个基底A仅 B仅 C D都不是【经典例题】题型一基底的判断判断标准:判断三个空间向量是否共面,若共面,则不能构成基底;若不共面,则能构成基底方法:如果向量中存在零向量,则不能作为基底;如果存在一个向量可以用另外的向量线
3、性表示,则不能构成基底假设abc,运用空间向量基本定理,建立,的方程组,若有解,则共面,不能作为基底;若无解,则不共面,能作为基底例1设xab,ybc,zca,且a,b,c是空间的一个基底,给出下列向量:a,b,x;b,c,z;x,y,abc其中可以作为空间的基底的有()A1个 B2个 C3个 D0个跟踪训练 1已知e1,e2,e3是空间的一个基底,且e12e2e3,3e1e22e3,e1e2e3,试判断,能否作为空间的一个基底题型二用基底表示向量注意:用基底表示向量时,若基底确定,要充分利用向量加法、减法的三角形法则和平行四边形法则,以及向量数乘的运算律;若没给定基底,首先选择基底,选择时,
4、要尽量使所选的基向量能方便地表示其他向量,再就是看基向量的模及其夹角是否已知或易求例2 在平行六面体ABCDA1B1C1D1中,设a,b,c,E,F分别是AD1,BD的中点(1)用向量a,b,c表示,;(2)若xaybzc,求实数x,y,z的值跟踪训练2如图所示,空间四边形OABC中,G,H分别是ABC,OBC的重心,设a,b,c,D为BC的中点试用向量a,b,c表示向量和.【当堂达标】1. 以下四个命题中正确的是()A基底a,b,c中可以有零向量B空间任何三个不共面的向量都可构成空间向量的一个基底CABC为直角三角形的充要条件是0D空间向量的基底只能有一组2. 已知点O,A,B,C为空间不共
5、面的四点,且向量a,向量b,则与a,b不能构成空间基底的向量是()A.B.C.D.或3. 下列能使向量,成为空间的一个基底的关系式是()A.B.C.D.2MC4已知ae1e2e3,be1e2e3,ce1e2e3,de12e23e3,若dabc,则,的值分别为_5.如图,在梯形ABCD中,ABCD,AB2CD,点O为空间任一点,设a,b,c,则向量用a,b,c表示为_6如图,已知PA平面ABCD,四边形ABCD为正方形,G为PDC的重心,i,j,k,试用基底i,j,k表示向量,.【参考答案】【小试牛刀】1.2.A解析为真命题;中,由题意得a,b,c共面,故为假命题,故选A.【经典例题】例1 B均
6、可以作为空间的基底,故选B.跟踪训练 1 解假设,共面则存在实,使得,e12e2e3(3e1e22e3)(e1e2e3)(3)e1()e2(2)e3,e1,e2,e3不共面,此方程组无解,不共面,可以作为空间的一个基底例2 解(1)如图,连接AC,abc,()()(ac)(2)()()(cabc)abc,x,y,z1.跟踪训练 2解因为,而,又D为BC的中点,所以(),所以()()()(abc)又因为,()(bc),所以(bc)(abc)a.所以(abc),a.【当堂达标】1. B解析使用排除法因为零向量与任意两个非零向量都共面,故A不正确;ABC为直角三角形并不一定是0,可能是0,也可能是0,故C不正确;空间基底可以有无数多组,故D不正确2.C解析ab且a,b不共线,a,b,共面,与a,b不能构成一组空间基底3. C解析对于选项A,由xyz(xyz1)M,A,B,C四点共面知,共面;对于选项B,D,可知,共面,故选C.4. 5.,1,解析d(e1e2e3)(e1e2e3)(e1e2e3)()e1()e2()e3e12e23e3,5.abc解析2,2(),ba2(c),abc.6.解延长PG交CD于点N,则N为CD的中点,()ijk.ijk.