2019-2020学年人教A版选修2-1 空间向量的正交分解及其坐标表示 学案
2019-2020学年人教A版选修2-1           空间向量的正交分解及其坐标表示 学案第2页

使得p=xe1+ye2+ze3,我们把x,y,z称作向量p在单位正交基底e1,e2,e3下的坐标,记作p=(x,y,z),此时向量p的坐标恰是点P在空间直角坐标系Oxyz中的坐标(x,y,z).

(2)向量p的坐标是把向量p的起点平移到坐标原点O,则\s\up6(→(→)的终点P的坐标就是向量p的坐标,这样就把空间向量坐标化了.

类型一 空间向量的基底

例1 若{a,b,c}是空间的一个基底.试判断{a+b,b+c,c+a}能否作为该空间的一个基底?

解 假设a+b,b+c,c+a共面,则存在实数λ、μ使得a+b=λ(b+c)+μ(c+a),∴a+b=λb+μa+(λ+μ)c.

∵{a,b,c}为基底,∴a,b,c不共面.

∴此方程组无解.∴a+b,b+c,c+a不共面.

∴{a+b,b+c,c+a}可以作为空间的一个基底.

反思与感悟 空间向量有无数个基底.判断给出的某一向量组中的三个向量能否作为基底,关键是要判断它们是否共面,如果从正面难以入手,常用反证法或是一些常见的几何图形帮助我们进行判断.

跟踪训练1 以下四个命题中正确的是________.

①空间的任何一个向量都可用三个给定向量表示;

②若{a,b,c}为空间的一个基底,则a,b,c全不是零向量;

③如果向量a,b与任何向量都不能构成空间的一个基底,则一定有a与b共线;

④任何三个不共线的向量都可构成空间的一个基底.

答案 ②③

解析 因为空间中的任何一个向量都可用其他三个不共面的向量来表示,故①不正确;②正确;由空间向量基本定理可知只有不共线的两向量才可以做基底,故③正确;空间向量基底是由三个不共面的向量组成的,故④不正确.

类型二 用基底表示向量

例2 如图所示,在平行六面体ABCD-A′B′C′D′中,\s\up6(→(→)=a,\s\up6(→(→)=b,\s\up6(→(→)=c,P是CA′的中点,M是CD′的中点,N是C′D′的中点,点Q在CA′上,且CQ∶QA′=4∶1,用基底{a,b,c}表示以下向量.