高中數(shù)學 第二章 空間向量與立體幾何 1 從平面向量到空間向量課件 北師大版選修2-1.ppt
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第二章 空間向量與立體幾何,1 從平面向量到空間向量,1.了解空間向量的概念. 2.經歷向量的有關概念由平面向空間推廣的過程. 3.了解空間中直線的方向向量,平面的法向量,共面向量與不共面向量的概念.,,學習目標,知識梳理 自主學習,題型探究 重點突破,當堂檢測 自查自糾,,,欄目索引,,,知識梳理 自主學習,知識點一 空間向量 (1)在空間中,既有 又有 的量,叫作空間向量. (2)向量用 表示,如:a,b.也可用大寫字母表示, 如: ,其中 叫作向量的起點, 叫作向量的終點. (3)數(shù)學中所討論的向量與向量的 無關,稱之為自由向量. (4)與平面向量一樣,空間向量的大小也叫作向量的長度或模,用 或 表示.,,答案,|a|,大小,方向,小寫字母,A,B,起點,,答案,(6)向量夾角的范圍:規(guī)定 .,當〈a,b〉=0或π時,向量a與b ,記作 .,〈a,b〉,0≤〈a,b〉≤π,a⊥b,a∥b,∠AOB,垂直,平行,知識點二 向量、直線、平面 (1)所謂直線的方向向量是指和這條直線 或 的向量,一條直線的方向向量有 個. (2)如果直線l垂直于平面α,那么把直線l的 , 叫作平面α的法向量. 平面α有 個法向量,平面α的所有法向量都 . (3)空間中,若一個向量所在直線 一個平面,則稱這個向量平行于該平面. (4)把 的一組向量稱作共面向量, 的一組向量稱為不共面向量. (5)平行于一個平面的向量 于該平面的法向量.,,答案,垂直,平行,重合,無數(shù),方向向量,無數(shù),平行,平行于,平行于同一平面,不平行于同一個平面,,答案,返回,題型探究 重點突破,題型一 空間向量的概念 例1 判斷下列命題的真假. (1)空間中任意兩個單位向量必相等; 解 假命題.因為兩個單位向量,只有模相等,但方向不一定相同. (2)方向相反的兩個向量是相反向量; 解 假命題.因為方向相反的兩個向量模不一定相等. (3)若|a|=|b|,則a=b或a=-b; 解 假命題.因為兩個向量模相等時,方向不一定相同或相反,也可以是任意的.,,解析答案,,解析答案,反思與感悟,反思與感悟 空間向量的概念與平面向量的概念相類似,平面向量的其他相關概念,如向量的模、相等向量、平行向量、相反向量、單位向量等都可以拓展為空間向量的相關概念.,,解析答案,跟蹤訓練1 如圖所示,以長方體ABCD-A1B1C1D1的八個頂點的兩點為始點和終點的向量中,,,解析答案,反思與感悟,題型二 直線的方向向量與平面的法向量,,解析答案,反思與感悟,∴∠PDB=90, ∴BD⊥PD,BD⊥AD, ∴BD⊥平面PAD.,,反思與感悟,∴∠PEB=90,∴PE⊥BE, 又PE⊥AD,∴PE⊥平面ABCD,,反思與感悟,,(1)搞清直線的方向向量、平面的法向量和直線、平面的位置關系之間的內在聯(lián)系; (2)要熟練掌握判斷向量共線、垂直的方法,在把向量問題轉化為幾何問題時,注意其等價性.,,解析答案,跟蹤訓練2 如圖所示,四棱錐P-ABCD中,PD⊥面ABCD,底面ABCD為正方形且PD=AD=CD,E、F分別是PC、PB的中點. (1)試以F為起點作直線DE的方向向量; 解 ∵E、F分別是PC、PB的中點,,取AD的中點M,連接MF, 則由EF綊DM知四邊形DEFM是平行四邊形,,,解析答案,(2)試以F為起點作平面PBC的法向量. 解 ∵PD⊥面ABCD,∴PD⊥BC, 又BC⊥CD,∴BC⊥面PCD, ∵DE面PCD,∴DE⊥BC, 又PD=CD,E為PC中點, ∴DE⊥PC,從而DE⊥面PBC,,,解析答案,題型三 空間向量的夾角 例3 如圖所示,已知正方體ABCD-A1B1C1D1,求:,,解析答案,反思與感悟,解 連接BC1,A1C1,A1B,,反思與感悟 本題研究了三個特殊的夾角,在數(shù)學中所研究的向量是與向量的起點無關的自由向量,可以設法將向量平移到同一起點上,然后再研究向量之間的夾角問題.,,解析答案,跟蹤訓練3 在正方體ABCD-A1B1C1D1中求下列向量的夾角:,解 在正方體ABCD-A1B1C1D1中,棱DD1⊥底面ABCD,AC面ABCD,,解 連接AD1,則AC=CD1=AD1,,,解析答案,又AC=CB1=AB1,,,解析答案,返回,解 方法一 連接BD,則AC⊥BD, 又AC⊥DD1,BD∩DD1=D.∴AC⊥面BD1D,,方法二 連接BD交AC于點O,取DD1的中點M,,在△MAC中,MA=MC,O為AC的中點,∴MO⊥AC.,,當堂檢測,1,2,3,4,5,解析答案,1.兩個非零向量的模相等是兩個向量相等的( ) A.充分不必要條件 B.必要不充分條件 C.充要條件 D.既不充分也不必要條件 解析 a=b?|a|=|b|;|a|=|b|?a=b.,B,1,2,3,4,5,,解析答案,2.在平行六面體ABCD-A′B′C′D′中,各條棱所在的向量中,模與向量 的模相等的向量有( ) A.7個 B.3個 C.5個 D.6個,A,1,2,3,4,5,,解析答案,3.下列說法中正確的是( ) A.若|a|=|b|,則a,b的長度相等,方向相同或相反 B.若向量a是向量b的相反向量,則|a|=|b| C.空間向量的減法滿足結合律,解析 若|a|=|b|,則a,b的長度相等,方向不確定,故A不正確; 相反向量是指長度相同,方向相反的向量,故B正確; 空間向量的減法不滿足結合律,故C不正確;,B,,解析答案,4.在平行六面體ABCD-A1B1C1D1中,各條棱所在的向量中,與向量 相等的向量共有( ) A.1個 B.2個 C.3個 D.4個,C,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,,解析答案,5.兩向量共線是兩向量相等的___________條件. 解析 兩向量共線就是兩向量同向或反向,包含相等的情況.,必要不充分,,課堂小結,空間兩向量的夾角 (1)計算步驟:一作,二證,三算. (2)作法 ①平移法:在一向量所在直線上選取“特殊點”,作另一向量所在直線的平行線,常常利用中位線或成比例線段引平行線. ②補形法:把空間圖形補成熟悉的或完整的幾何體,如正方體、平行六面體、長方體等,其目的在于容易發(fā)現(xiàn)兩向量所在直線的關系,從而確定兩向量的夾角.,,返回,- 配套講稿:
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