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1.3.2 空间向量运算的坐标表示;学习指导;01;知识点一 空间向量的坐标运算
设a=(a1,a2,a3),b=(b1,b2,b3),则
a+b=_________________________;
a-b=_____________________ ;
λa=_____________________(λ∈R);
a·b=_____________________.
;1.已知向量a=(3,-2,1),b=(-2,4,0),则4a+2b=( )
A.(16,0,4) B.(8,-16,4)
C.(8,16,4) D.(8,0,4)
解析:依题意,知4a+2b=4(3,-2,1)+2(-2,4,0)=(12,-8,4)+(-4,8,0)=(8,0,4),故选D.
;2.已知a=(1,1,0),b=(0,1,1),则a·(-2b)=________,(a-b)·(2a-3b)=________.
解析:a·(-2b)=-2a·b=-2(0+1+0)=-2,a-b=(1,0,-1),2a-3b=2(1,1,0)-3(0,1,1)=(2,-1,-3).所以(a-b)·(2a-3b)=(1,0,-1)·(2,-1,-3)=2+3=5.
答案:-2 5
;共线;(x2-x1,y2-y1,z2-z1); 已知a=(1,5,-1),b=(-2,3,5).
(1)当(λa+b)∥(a-3b)时,求实数λ的值;
【解】 因为a=(1,5,-1),b=(-2,3,5),
所以a-3b=(1,5,-1)-3×(-2,3,5)=(1,5,-1)-(-6,9,15)=(7,-4,-16),
λa+b=λ(1,5,-1)+(-2,3,5)=(λ,5λ,-λ)+(-2,3,5)=(λ-2,5λ+3,-λ+5).
;(2)当(a-3b)⊥(λa+b)时,求实数λ的值.
;向量平行与垂直问题的两种类型及解法
(1)平行与垂直的判断
①应用向量判断两直线平行,只需要判断两直线的方向向量是否共线;
②判断两直线是否垂直,关键是判断两直线的方向向量是否垂直,即判断两向量的数量积是否为0.
;(2)利用平行与垂直求参数
①适当引入参数(比如向量a,b平行,可设a=λb),建立关于参数的方程;
②选择坐标形式,以达到简化运算的目的.
; 在正方体ABCD--A1B1C1D1中,若E为A1C1的中点,证明:CE⊥BD.
证明:建立如图所示的空间直角坐标系.
;02;利用向量坐标求异面直线所成角的步骤
(1)根据几何图形的特点建立适当的空间直角坐标系;
(2)利用已知条件写出有关点的坐标,进而获得相关向量的坐标;
(3)利用向量数量积的坐标公式求得异面直线上有关向量的夹角,并将它转化为异面直线所成的角.
;考点二 利用空间向量计算距离
如图,已知PA垂直于正方??ABCD所在的平面,M,N分别是AB,PC的中点,且PA=AD=2.求M,N两点之间的距离.
;利用向量坐标求空间中线段的长度的步骤
(1)建立适当的空间直角坐标系;
(2)求出线段端点的坐标;
(3)利用两点间的距离公式求出线段的长.
;(2)当a为何值时,MN的长最小?
;03;√;√;√;解析:因为a=(1,1,0),b=(-1,0,2),
所以ka+b=(k-1,k,2),2a-b=(3,2,-2),
;4.若向量a=(1,-1,2),b=(2,1,-3),则|2a+b|=________.
;2;(2)证明:CD⊥AB,且AC=BC.
;2;04;[A 基础达标]
1.已知a=(1,0,1),b=(-2,-1,1),c=(3,1,0),则a-b+2c=( )
A.(-9,-3,0) B.(0,2,-1)
C.(9,3,0) D.(9,0,0)
解析:a-b+2c=(1,0,1)-(-2,-1,1)+(6,2,0)=(3,1,0)+(6,2,0)=(9,3,0).
;√;√;2;√;2;2;6.已知点A(λ+1,μ-1,3),B(2λ,μ,λ-2μ),C(λ+3,μ-3,9)三点共线,则实数λ=________,μ=________.
答案:0 0;7.已知向量a=(2,-1,-2),b=(1,1,-4).
(1)计算2a-3b和|2a-3b|;
;(2)求〈a,b〉.
;√;2;√;2;2;10.(2022·济宁高二月考)设x,y∈R,向量a=(x,1,1),b=(1,y,1),c=(2,-2,2),且a⊥c,b∥c,则|a+b|=________.
解析:因为a⊥c,所以a·c=2x-2+2=0,解得x=0.
;11.已知a=(2,3,-1),b=(-2,1,3),则以a,b为邻边的平行四边形
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