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1、3.2空间向量的坐标表示一、教学目标1、通过用类比的数学思想方法得出空间直角坐标系的定义、建立方法、以及空间的点的坐标确定的方法.2、从求空间点的坐标的过程进一步形成空间思维的能力.二、教学重点及难点1、重点:在空间直角坐标系中,确定点的坐标。2、难点:通过建立适当的直角坐标系,确定空间点的坐标.三、教学用具准备运用多媒体展示四、教学过程设计(一)情景引入1.回顾旧知识:平面直角坐标系的建立方法,点的坐标的确定过程、表示方法,平面内的点与坐标之间的一一对应关系,等等.2.我们知道平面向量可以通过建立直角坐标
2、系用坐标方法进行研究,使向量的运算转化为坐标的运算.那么,空间向量是否也可以用坐标方法进行研究呢?思考(1):在空间中如何建立直角坐标系?思考(2):如何表示空间向量讨论:如何用坐标来表示空间向量?(二)学习新课1、空间直角坐标系的建立取有公共原点O的三条两两垂直的直线,且有相同单位长度的数轴Ox,Oy,Oz,这样就构成了一个空间直角坐标系.点O称为原点,x轴,y轴,z轴称为坐标轴.由x轴和y轴构成的平面称为xoy平面.空间直角坐标系将空间分为八个卦限,如下图所示:(2)与平面直角坐标系内点的坐标的确定过程
3、,讨论空间直角坐标系内点的坐标的确定过程,了解点在面上的投影及点在线上的投影等概念,熟悉空间向量的坐标表示过程.2.空间直角坐标系中的坐标:如图给定空间直角坐标系在空间直角坐标系中,对空间任一点,存在唯一的有序实数组叫在空间直角坐标系中的坐标,记作,叫横坐标,叫纵坐标,叫竖坐标.3、空间两点间距离若,,则.特别地,A到原点的距离4、空间向量的有关概念:在空间,具有大小和方向的量叫做向量.5、空间向量的表示方法:用有向线段表示,且同向且等长的有向线段表示同一向量或相等向量.6、向量的模:设,则有向线段的长度叫
4、做向量的长度或模,记作:;7、空间向量的加法与减法及数乘运算:(和平面向量的相关运算类似),,8、运算法则: (1)加法交换律: (2)加法结合律: (3)数乘分配律: 9.向量的数量积: 已知向量,则叫做的数量积,记作,即.空间向量数量积的性质:(1).(2).(3).空间向量数量积运算律:(1).(2)(交换律).(3)(分配律).10.空间向量的坐标给定空间直角坐标系和向量,设为坐标向量,则存在唯一的有序实数组,使,有序实数组叫作向量在空间直角坐标系中的坐标,记作.11.空间向量的直角坐标运算律:(
5、1)若,,则,,,,,. (2)若,,则.12.重要结论(1)模长公式:若,,则,.(2)夹角公式:.(3)两点间的距离公式:若,,则2、例题与练习:基本要求:例1已知长方体ABCD—A1B1C1D1的边长为AB=14,AD=6,AA1=10以这个长方体的顶点A为坐标原点,以射线AB、AD、AA1分别为Ox、Oy、Oz轴的正半轴,建立空间直角坐标系,求长方体各顶点的坐标.讨论:若以C点为原点,以射线BC、CD、CC1 方向分别为Ox、Oy、Oz轴的正半轴,建立空间直角坐标系,那么,各顶点的坐标又是怎样的呢?
6、得出结论:不同的坐标系的建立方法,所得的同一点的坐标也不同.4、思考题:建立适当的直角坐标系,确定棱长为3的正四面体各顶点的坐标.较高要求:例题:已知A(3,3,1)、B(1,0,5),求: ⑴线段AB的中点坐标和长度; ⑵到A、B两点距离相等的点的坐标x、y、z满足的条件.解:⑴设是线段AB的中点,则=[(3,3,1)+(1,0,5)]=(2,,3). ∴线段AB的中点坐标是(2,,3). .⑵点到A、B两点距离相等,则=.化简,得 .即到A、B两点距离相等的点的坐标x、y、z满足的条件是.(四)
7、课堂练习:V-ABCD为正四棱锥,O为底面中心,若AB=2,VO=3,试建立空间直角坐标系,并确定各顶点的坐标.(五)课堂小结(六)布置作业:基本要求:见练习册较高要求:1、若A(m+1,n-1,3),B(2m,n,m-2n),C(m+3,n-3,9)三点共线,则m+n=.2、已知向量,,,则向量的坐标为 .3、.在空间四边形ABCD中,AC和BD为对角线,G为△ABC的重心,E是BD上一点,BE=3ED,以{,,}为基底,则=.4、设
8、
9、=1,
10、
11、=2,2+与-3垂直,=4-,=7+2,则<,>=
12、.0°5、在空间直角坐标系O中,点P(2,3,4)在平面内的射影的坐标为;(2,3,0);点P(2,3,4)关于平面的对称点的坐标为;(2,3,-4)6、已知空间四边形OABC,点M,N分别是边OA,BC的中点,且OA=,OB=,OC=,用表示MN=.