高中数学 第三章 空间向量与立体几何 3.1.1 空间向量的线性运算课件 新人教B版选修21.ppt

第三章3.1空间向量及其运算,3.1.1空间向量的线性运算,1.了解空间向量、向量的模、零向量、相反向量、相等向量、共线向量等的概念.2.会用平行四边形法则、三角形法则作出向量的和与差，了解向量加法的交换律和结合律.3.掌握数乘向量运算的意义及运算律.,学习目标,题型探究,问题导学,内容索引,当堂训练,问题导学,思考,知识点一空间向量的概念,类比平面向量的概念，给出空间向量的概念.,答案,在空间，把具有大小和方向的量叫做空间向量.,梳理,(1)在空间，把具有和的量叫做空间向量，向量的大小叫做向量的或.空间向量也用有向线段表示，有向线段的表示向量的模，向量a的起点是a，终点是b，则向量a也可记作，其模记为.,大小,方向,长度,模,长度,(2)几类特殊的空间向量,零向量,模为1,相反,相等,相同,相等,同向,等长,互相平行或重合,共线向量,平行向量,知识点二空间向量的加减运算及运算律,思考1,答案,下面给出了两个空间向量a、b，作出ba，ba.,如图，空间中的两个向量a，b相加时，我们可以先把向量a，b平移到同一个平面内，,思考2,由上述的运算过程总结一下，如何求空间两个向量的和与差？下面两个图形中的运算分别运用了什么运算法则？,答案,先将两个向量平移到同一个平面，然后运用平面向量的运算法则(三角形法则、平行四边形法则)运算即可；图1是三角形法则，图2是平行四边形法则.,梳理,(1)类似于平面向量，可以定义空间向量的加法和减法运算.,(2)空间向量加法交换律ab，空间向量加法结合律(ab)ca(bc).,ba,知识点三数乘向量运算,0时，a和a方向相同；0时，a与向量a方向相同；当0时，a与向量a方向；当0时，a0.(2)空间向量数乘运算满足以下运算律(a)；(ab).,|a|,相反,()a,ab,题型探究,例1给出以下结论：两个空间向量相等，则它们的起点和终点分别相同；若空间向量a，b满足|a|b|，则ab；在正方体abcda1b1c1d1中，必有；若空间向量m，n，p满足mn，np，则mp.其中不正确的个数是a.1b.2c.3d.4,答案,类型一有关空间向量的概念的理解,解析,两个空间向量相等，它们的起点、终点不一定相同，故不正确；若空间向量a，b满足|a|b|，则不一定能判断出ab，故不正确；在正方体abcda1b1c1d1中，必有成立，故正确；显然正确.故选b.,在空间中，向量、向量的模、相等向量的概念和平面中向量的相关概念完全一致，两向量相等的充要条件是两个向量的方向相同、模相等.两向量互为相反向量的充要条件是大小相等，方向相反.,反思与感悟,跟踪训练1(1)在平行六面体abcd-a1b1c1d1中，下列四对向量：,其中互为相反向量的有n对，则n等于,a.1b.2c.3d.4,答案,解析,(2)如图，在长方体abcdabcd中，ab3，ad2，aa1，则分别以长方体的顶点为起点和终点的向量中：单位向量共有多少个？,解答,试写出模为的所有向量.,解答,试写出与向量相等的所有向量.,解答,试写出向量的所有相反向量.,解答,类型二空间向量的加减运算,例2如图，已知长方体abcd-abcd，化简下列向量表达式，并在图中标出化简结果的向量.,解答,解答,引申探究利用例2题图，化简,解答,反思与感悟,(2)首尾顺次相接的若干向量若构成一个封闭图形，则它们的和为0.如图，,(3)空间向量的减法运算也可以看成是向量的加法运算，即aba(b).(4)由于空间任意两个向量都可以平移到同一平面内，成为同一个平面内的两个向量，而平面向量满足加法交换律，因此空间向量也满足加法交换律.(5)空间向量加法结合律的证明：如图，,跟踪训练2在如图所示的平行六面体中，求证：,证明,平行六面体的六个面均为平行四边形，,类型三数乘向量运算,例3如图所示，在平行六面体abcda1b1c1d1中，设a，b，c，m，n，p分别是aa1，bc，c1d1的中点，试用a，b，c表示以下各向量：,解答,解答,解答,引申探究若把本例中“p是c1d1的中点”改为“p在线段c1d1上，且”，其他条件不变，如何表示？,解答,反思与感悟,利用数乘运算进行向量表示的技巧(1)数形结合：利用数乘运算解题时，要结合具体图形，利用三角形法则、平行四边形法则，将目标向量转化为已知向量.(2)明确目标：在化简过程中要有目标意识，巧妙运用中点性质.,跟踪训练3如图，在空间四边形oabc中，m，n分别是对边oa，bc的中点，点g在mn上，且mg2gn，如图所示，记a，b，c，试用向量a，b，c表示向量.,解答,当堂训练,1.下列命题中，假命题是a.同平面向量一样，任意两个空间向量都不能比较大小b.两个相等的向量，若起点相同，则终点也相同c.只有零向量的模等于0d.空间中任意两个单位向量必相等,答案,1,2,3,4,5,1,2,3,4,2.在平行六面体abcda1b1c1d1中，与向量相等的向量共有a.1个b.2个c.3个d.4个,答案,解析,5,1,2,3,4,5,3.向量a，b互为相反向量，已知|b|3，则下列结论正确的是a.abb.ab为实数0c.a与b方向相同d.|a|3,答案,解析,向量a，b互为相反向量，则a，b模相等、方向相反.故d正确.,4.在正方体abcd-a1b1c1d1中，已知下列各式：,答案,解析,其中运算的结果为的有_个.,4,根据空间向量的加法运算以及正方体的性质逐一进行判断：,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,答案,0,解析,规律与方法,1.一些特殊向量的特性(1)零向量不是没有方向，而是它的方向是任意的.(2)单位向量方向虽然不一定相同，但它们的长度都是1.(3)两个向量模相等，不一定是相等向量，反之，若两个向量相等，则它们不仅模相等，方向也相同.若两个向量模相等，方向相反，则它们为相反向量.,2.空间向量加法、减法运算的两个技巧(1)