高考专题之空间向量.doc

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1、空间向量专题1.空间向量的概念：在空间，我们把具有大小和方向的量叫做向量。注：（1）向量一般用有向线段表示同向等长的有向线段表示同一或相等的向量。（2）空间的两个向量可用同一平面内的两条有向线段来表示。2.空间向量的运算。定义：与平面向量运算一样，空间向量的加法、减法与数乘运算如下（如图）。;;运算律：⑴加法交换律：⑵加法结合律：⑶数乘分配律：3.共线向量。（1）如果表示空间向量的有向线段所在的直线平行或重合，那么这些向量也叫做共线向量或平行向量，平行于，记作。当我们说向量、共线（或//）时，表示、的有向线段所在的直线可能是同一直线，也可能是平

2、行直线。（2）共线向量定理：空间任意两个向量、（≠），//存在实数λ，使＝λ。4.共面向量（1）定义：一般地，能平移到同一平面内的向量叫做共面向量。说明：空间任意的两向量都是共面的。（2）共面向量定理：如果两个向量不共线，与向量共面的条件是存在实数使。5.空间向量基本定理：如果三个向量不共面，那么对空间任一向量，存在一个唯一的有序实数组，使。若三向量不共面，我们把叫做空间的一个基底，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：设是不共面的四点，则对空间任一点，都存在唯一的三个有序实数，使。6.空间向量的直角坐标系：（1）

3、空间直角坐标系中的坐标：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，使，有序实数组叫作向量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。（2）若空间的一个基底的三个基向量互相垂直，且长为，这个基底叫单位正交基底，用表示。（3）空间向量的直角坐标运算律：①若，，则，，，，，。②若，，则。一个向量在直角坐标系中的坐标等于表示这个向量的有向线段的终点的坐标减去起点的坐标。（4）模长公式：若，，则，（5）夹角公式：。（6）两点间的距离公式：若，，则，或（7）法向量：若向量所在直线垂直于平面，则称这个向量垂直于平面，记作，如果

4、那么向量叫做平面的法向量.向量的常用方法：①利用法向量求点到面的距离定理：如图，设n是平面的法向量，AB是平面的一条射线，其中，则点B到平面的距离为.②.异面直线间的距离(是两异面直线，其公垂向量为，分别是上任一点，为间的距离).③.直线与平面所成角(为平面的法向量).④.利用法向量求二面角的平面角定理：设分别是二面角中平面的法向量，则所成的角就是所求二面角的平面角或其补角大小（方向相同，则为补角，反方，则为其夹角）.二面角的平面角或（，为平面，的法向量）.7.空间向量的数量积。（1）空间向量的夹角及其表示：已知两非零向量，在空间任取一点，作，

5、则叫做向量与的夹角，记作；且规定，显然有；若，则称与互相垂直，记作：。（2）向量的模：设，则有向线段的长度叫做向量的长度或模，记作：。（3）向量的数量积：已知向量，则叫做的数量积，记作，即。（4）空间向量数量积的性质：①。②。③。（5）空间向量数量积运算律：①。②（交换律）。③（分配律）。专题练习1.已知平行六面体ABCD－，化简下列向量表达式，标出化简结果的向量。⑴；⑵；⑶；⑷。2.如图正方体中，，求与所成角的余弦。3.已知空间三点A（0，2，3），B（－2，1，6），C（1，－1，5）。⑴求以向量为一组邻边的平行四边形的面积S；⑵若向量分别

6、与向量垂直，且

7、

8、＝，求向量的坐标。4.如图，正四棱柱中，，点在上且．（Ⅰ）证明：平面；ABCDEA1B1C1D1yxz（Ⅱ）求二面角的大小．5.如图，在四棱锥中，底面四边长为1的菱形，,,,为的中点，为的中点（Ⅰ）证明：直线；（Ⅱ）求异面直线AB与MD所成角的大小.6.如图，在长方体ABCD—A1B1C1D1中，AD=AA1=1，AB=2，点E在棱AB上移动.（1）证明：D1E⊥A1D；（2）当E为AB的中点时，求点E到面ACD1的距离；（3）AE等于何值时，二面角D1—EC—D的大小为.7.如图所示，四棱锥P-ABCD的底面ABCD是边长为

9、1的菱形，∠BCD＝60°，E是CD的中点，PA⊥底面ABCD，PA＝2.（Ⅰ）证明：平面PBE⊥平面PAB;（Ⅱ）求平面PAD和平面PBE所成二面角（锐角）的大小.8．在空间直角坐标系中，已知点A（1，0，2），B(1，-3，1)，点M在y轴上，且M到A与到B的距离相等，则M的坐标是________。9．已知A、B、C三点不共线，对平面ABC外的任一点O，下列条件中能确定点M与点A、B、C一定共面的是（）A．B．C．D．10.若向量、（）A．B．C．D．以上三种情况都可能11.设向量是空间一个基底，则一定可以与向量构成空间的另一个基底的向量是

10、（）A．B．C．D．12.在棱长为1的正方体ABCD—A1B1C1D1中，M和N分别为A1B1和BB1的中点，那么直线AM与CN所成角的余弦值是（）A