数学共线向量与共面向量新人教B选修学习教案

1、数学共线向量与共面向数学共线向量与共面向(min xin)量新量新人教人教B选修选修第一页，共24页。lAPa 第1页/共24页第二页，共24页。OABP特别地，若特别地，若P P为为A,BA,B中点中点, ,则则12 OPOAOB我们已经知道：我们已经知道：平面中，平面中，如图如图 不共线，不共线，OA OB 、()APtAB tROA OBOP ，则可以用、 表示如下：()(1)OPOAAPOAtABOAt OBOAt OAtOB 结论结论(jiln)：设设O O为平面上任一点，则为平面上任一点，则A A、P P、B B三点共线三点共线(1)OPt OAtOB 或：令或：令x=1-t，y=

2、t，则，则A A、P P、B B三点共线三点共线(1)OPxOAyOBxy 其中那么(n me)空间又如何呢？第2页/共24页第三页，共24页。lAPa BO第3页/共24页第四页，共24页。NoImage例例1 1已知已知A A、B B、P P三点共线，三点共线，OO为直线外为直线外 一点，且一点，且 ，求，求 的值的值. . OPOAOB第4页/共24页第五页，共24页。平面向量基本定理：平面向量基本定理：如果是如果是 同一平面内两个不共线的同一平面内两个不共线的向量，那么对于这一平面内的任一向向量，那么对于这一平面内的任一向量量 ，有且只有一对实数，有且只有一对实数 ，使，使12ee ，

3、a12，1 122aee abBPCA思考思考1：空间任意向空间任意向量量 与两个不共线与两个不共线的向量的向量 共面时，共面时，它们之间存在怎样它们之间存在怎样的关系呢？的关系呢？p a b ，ab第5页/共24页第六页，共24页。二二. .共面向共面向(min xin)(min xin)量量: :1.1.共面向量共面向量: :能平移到同一平面能平移到同一平面(pngmin)(pngmin)内的向量内的向量, ,叫做共面向叫做共面向量量. .OAaa注意：空间注意：空间(kngjin)任意两任意两个向量是共面的，但个向量是共面的，但空间空间(kngjin)任任意三个向量就不一定意三个向量就不

4、一定共面的了。共面的了。AabBCPp 第6页/共24页第七页，共24页。abBCp PAO思考思考2：有平面：有平面ABC，若，若P点在此面内，须满足什么点在此面内，须满足什么(shn me)条件？条件？结论结论: :空间一点空间一点P位于平面位于平面ABC内内 存在有序实数对存在有序实数对x, ,y使使 或对空间任一点或对空间任一点O, ,有有 APxAByAC OPOAxAByAC可证明(zhngmng)或判断四点共面第7页/共24页第八页，共24页。OAM GEFCBDO 分析分析: 证三点共线证三点共线(n xin)可尝试可尝试用向量来分析用向量来分析.第8页/共24页第九页，共24

5、页。练习练习2：已知矩形：已知矩形ABCD和和ADEF所在所在(suzi)的平面互相的平面互相垂直，点垂直，点M、N分别在分别在BD，AE上，且分别是距上，且分别是距B点、点、A点点较近的三等分点，求证：较近的三等分点，求证：MN/平面平面CDEABCDEFMN第9页/共24页第十页，共24页。练习练习3 3：已知：已知A、B、M三点不共线，对于平面三点不共线，对于平面ABM外外的任一点的任一点O，确定在下列各条件下，确定在下列各条件下，点点P是否与是否与A、B、M一定共面？一定共面？(1)3 OB OMOPOA(2)4 OPOAOBOM注意：注意：空间四点空间四点P、M、A、B共面共面 存存

6、在在唯唯一一实数对实数对,xyMPxMAyMB （） 使得(1)OPxOMyOAzOBxyz 其其中中，第10页/共24页第十一页，共24页。类比类比(lib)(lib)平面向量的基本定理平面向量的基本定理, ,在空间中应有一个什么在空间中应有一个什么结论结论? ?NOCM1e 2e a OCOMON 1122t et e 2e 1e a 第11页/共24页第十二页，共24页。c a b pAO然后然后(rnhu)证唯一性证唯一性/ ,/ ,/ABb BDa BCc 作作pOBBAOCODOE DCBxaybzc证明思路证明思路(sl)：先证存在：先证存在性性E注：空间任意三个不共面向量都可以

7、注：空间任意三个不共面向量都可以(ky)构成空构成空间的一个基底间的一个基底.如：如： ,abc 看书看书P75第12页/共24页第十三页，共24页。推论：设点推论：设点O、A、B、C是不共面的四点，则对是不共面的四点，则对空间任一点空间任一点P，都存在，都存在(cnzi)唯一的有序实数对唯一的有序实数对 x、y、z使使OPxOAyOBzOC OABCP第13页/共24页第十四页，共24页。例例1 1平行六面体中平行六面体中, ,点点MC=2=2AM, ,A1 1N=2=2ND, ,设设AB= =a, ,AD= =b, ,AA1 1= =c, ,试用试用a, ,b, ,c表示表示MN. .分析

8、分析: :要用要用a, ,b, ,c表示表示MN, ,只要结合图形只要结合图形, ,充充分运用空间向量加法分运用空间向量加法和数乘的运算律即可和数乘的运算律即可. .ABCDA1B1D1C1MN第14页/共24页第十五页，共24页。解解: :ABCDA1B1D1C1MN连连AN, ,则则MN=MA+ANMN=MA+ANMA=MA= AC =AC = ( (a+ +b) )1313AN=AD+DN=ADAN=AD+DN=ADNDND= = （2 2 b + + c ) )13= = （ a + + b + + c ) )13MN= MA+ANMN= MA+AN例例1 1平行六面体中平行六面体中,

9、 ,点点MC=2=2AM, ,A1 1N=2=2ND, ,设设AB= =a, ,AD= =b, ,AA1 1= =c, ,试用试用a, ,b, ,c表示表示MN. .第15页/共24页第十六页，共24页。练习练习(linx)(linx) . .空间四边形空间四边形OABCOABC中中,OA=,OA=a,OB=,OB=b,OC=,OC=c点点M M在在OAOA上上, ,且且OM=2MA,NOM=2MA,N为为BCBC的中点的中点, ,则则MN=( ).MN=( ).OABCMN(A) a b + c 122312(B) a + b + c 122312(C) a + b c 122312(D)

10、a + b c 122323第16页/共24页第十七页，共24页。1.对于空间任意一点对于空间任意一点O，下列命题正确的是：，下列命题正确的是：(A)若若 ，则，则P、A、B共线共线(B)若若 ，则，则P是是AB的中点的中点(C)若若 ，则，则P、A、B不共线不共线(D)若若 ，则，则P、A、B共线共线OPOAt AB 3OPOAAB OPOAt AB OPOAAB 2.已知点已知点M在平面在平面ABC内，并且对空间任意一点内，并且对空间任意一点O， , 则则x的值为的值为( )1( )1( )0( )3()3ABCDOMxOAOBOC11113333 第17页/共24页第十八页，共24页。1

11、.下列说明下列说明(shumng)正确的是：正确的是： (A)在平面内共线的向量在空间不一定共线在平面内共线的向量在空间不一定共线(B)在空间共线的向量在平面内不一定共线在空间共线的向量在平面内不一定共线(C)在平面内共线的向量在空间一定不共线在平面内共线的向量在空间一定不共线(D)在空间共线的向量在平面内一定共线在空间共线的向量在平面内一定共线2.下列下列(xili)说法正确的是：说法正确的是： (A)平面内的任意两个向量都共线平面内的任意两个向量都共线(B)空间的任意三个向量都不共面空间的任意三个向量都不共面(C)空间的任意两个向量都共面空间的任意两个向量都共面(D)空间的任意三个向量都共

12、面空间的任意三个向量都共面第18页/共24页第十九页，共24页。补充补充(bchng)练习练习:已知空间四边形已知空间四边形OABC，对角，对角线线OB、AC，M和和N分别是分别是OA、BC的中点，点的中点，点G在在MN上，且使上，且使MG=2GN，试用基底，试用基底 表示向量表示向量 ,OA OB OC OGCOABMNG解：在解：在OMG中，中，OGOMMG 1223OAMN 12()23OAONOM 111633OAOBOC 第19页/共24页第二十页，共24页。4.下列命题中正确的有：下列命题中正确的有：(1) pxaybpab与与、 共共面面 ; ;(2) pabpxayb与与、 共共面面；(3) MPxMAyMBPMAB、 、 共共面面；(4) PMA BMPxMAyMB、 、 、 共共面面；A.1个个B.2个个C.3个个D.4个个B第20页/共24页第二十一页，共24页。5.对于空间中的三个向量对于空间中的三个向量它们一定是：它们一定是：A.共面向量共面向量B.共线向量共线向量C.不共面向量不共面向量D.既不共线又不共面向量既不共线又不共面向量2 MAMBMAMB、第21页/共24页第二十二页，共24页。7.已知已知A、B、C三点不共线，对平面外一点三点不共线，对平面外一点O，