空间向量的基本概念
1.空间向量的概念:
定义:在空间,我们把具有大小和方向的量叫做向量。
模长:向量的大小叫做向量的模,a的模长记作│a│
备注:文中加粗的小写字母均代表向量。
2.空间向量的运算:
运算法则:与平面向量运算一样,空间向量的加法、减法符合三角形法则跟平行四边形法则
运算率:
加法交换律:a+b=b+a
加法结合律:(a+b)+c=a+(b+c)
数乘分配率:λ(a+b)= λa+λb
3.共线向量:
定义:如果表示空间向量的有向线段所在的直线平行或者重合,那么这些向量也叫共线向量或者平行向量
共线向量定理:空间任意两个向量a,b,且a≠0,a∥b,存在实数λ,使b=λa
三点共线:此部分的内容与平面向量的三点共线是一致的,A,B,C三点共线能得到以下两个等式。
4.共面向量:
定义:一般地,能平移到同一平面内的向量叫做共面向量
备注:空间内任意的两个向量肯定是共面的,因为向量可以进行平移
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x,y使p=xa+yb
四点共面:若A,B,C,D四点共面也可以得到以下两个等式
5.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,存在一个唯一的有序实数组x,y,z,使p=xa+yb+zc
备注:若三向量a,b,c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。
推论:设O,A,B,C是不共面的四点,则对空间任一点P,都存在唯一的三个有序实数x,y,z,使:
6.空间向量的数量积:
向量的数量积:此部分内容也与平面向量相同,a·b=│a│·│b│·cos<a,b>
备注:
① a2=│a│2
② 0向量与任何向量的数量积均为0
空间向量数量积运算率:
(λa)b=λ(a·b)=a(λb)
a·b=b·a
a·(b+c)=a·b+a·c
7.空间向量的直角坐标系:
空间直角坐标系:在空间直角坐标系O-xyz中,对空间任一点A,存在唯一的有序实数组(x,y,z),使OA=x i+y j+z k,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。