;;[考试要求]1.了解空间向量的概念、空间向量的基本定理及其意义,掌握空间向量的正交分解及其坐标表示.2.掌握空间向量的线性运算及其坐标表示,掌握空间向量的数量积及其坐标表示,能用向量的数量积判断向量的共线和垂直.3.理解直线的方向向量及平面的法向量,能用向量方法证明立体几何中有关线面位置关系的一些简单定理.;;2.空间向量的数量积
非零向量a,b的数量积a·b=__________________.;3.空间向量的坐标表示及其应用
设a=(a1,a2,a3),b=(b1,b2,b3).;4.直线的方向向量和平面的法向量
(1)直线的方向向量:在直线l上取非零向量a,把与向量a______的非零向量称为直线l的方向向量.
(2)平面的法向量:直线l⊥α,取直线l的方向向量a,则向量a叫做平面α的法向量.;5.空间位置关系的向量表示;一、易错易混辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)空间中任意两非零向量a,b共面.()
(2)在空间直角坐标系中,在Oyz平面上的点的坐标一定是(0,b,c).()
(3)对于非零向量b,若a·b=b·c,则a=c.()
(4)两向量夹角的范围与两异面直线所成角的范围相同.();二、教材经典衍生
1.(人教A版选择性必修第一册P33练习T1改编)已知平面α,β的法向量分别为n1=(2,3,5),n2=(-3,1,-4),则()
A.α∥β B.α⊥β
C.α,β相交但不垂直 D.以上均不对
C[因为n1≠λn2,且n1·n2=-23≠0,
所以α,β相交但不垂直.];√;3.(多选)(人教A版选择性必修第一册P22练习T3改编)已知点A(1,2,2),B(1,-3,1),点C在Oyz平面上,且点C到点A,B的距离相等,则点C的坐标可以为()
A.(0,1,-1) B.(0,-1,4)
C.(0,1,-6) D.(0,2,10);;√;空间向量线性运算中的三个关键点;[跟进训练];(2)如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,O为AC的中点.;[(1)如图,;(1)求证:四边形BDD1B1为正方形;
(2)求体对角线AC1的长度;
(3)求异面直线AB1与BD1所成角的余弦值.;空间向量数量积的应用;[跟进训练];考点三利用向量证明平行与垂直
[典例3]如图,在四棱锥P-ABCD中,PC⊥平面ABCD,PC=2,在四边形ABCD中,∠B=∠C=90°,AB=4,CD=1,点M在PB上,PB=4PM,PB与平面ABCD成30°角,求证:
(1)CM∥平面PAD;
(2)平面PAB⊥平面PAD.;证明:(1)由题意知,CB,CD,CP两两垂直,以C为原点,CB所在直线为x轴,CD所在直线为y轴,CP所在直线为z轴,建立如图所示的空间直角坐标系Cxyz.
因为PC⊥平面ABCD,
所以∠PBC为PB与平面ABCD所成的角,
所以∠PBC=30°.;又PA∩DA=A,DA,PA?平面PAD,
所以BE⊥平面PAD.
因为BE?平面PAB,
所以平面PAB⊥平面PAD.;1.利用向量法证明平行问题
(1)线线平行:方向向量平行.
(2)线面平行:平面外的直线的方向向量与平面的法向量垂直.
(3)面面平行:两平面的法向量平行.
2.利用向量法证垂直问题
(1)线线垂直:证明两直线的方向向量互相垂直,即证它们的数量积为零.
(2)线面垂直:直线的方向向量与平面的法向量共线,或利用线面垂直的判定定理转化为证明线线垂直.
(3)面面垂直:两个平面的法向量垂直,或利用面面垂直的判定定理转化为证明线面垂直.;[跟进训练]
3.(2025·德州模拟)如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AA1=AD=1,E为CD的中点.
(1)求证:B1E⊥AD1.
(2)在棱AA1上是否存在一点P,使得DP∥平面B1AE?若存在,求AP的长;若不存在,说明理由.;(2)存在满足要求的点P,理由如下:
假设在棱AA1上存在一点P(0,0,z0)(0≤z0≤1),使得DP∥平面B1AE,;;谢谢!