课时1 空间向量及其运算
学习目标 1.通过类比平面向量的概念,了解空间向量的概念; 2.通过类比平面向量的加法运算,掌握空间向量的加法运算.
学习活动
目标一:了解空间向量的相关概念. 任务:经历由平面向量推广到空间向量的过程,归纳空间向量的概念. 问题1:阅读课本P3,完成下列表格的填空. 参考答案: 概念图例向量平面内,既有大小又有方向的量称为向量(矢量),向量的大小称为向量的模(长度)零向量始点和终点相同的向量,记为,零向量的模为0,即|| = 0;单位向量模等于1的向量;是单位向量的充要条件是|| = 1;相等向量大小相等,方向相同的向量;向量和相等,记作向量平行(共线)若两个非零向量的方向相同或相反; 规定:与任意向量平行.
思考:观察上述平面向量的有关概念与约定,若将它们从平面推广到空间中,这些概念还成立吗? 【新知讲授】 概念空间向量空间中,既有大小又有方向的量称为空间向量(简称向量)相等向量大小相等,方向相同的向量称为相等的向量向量共面空间中的多个向量,若表示它们的有向线段通过平移后,都能在同一个平面内,则称这些向量共面;否则,称这些向量不共面.
问题2:观察下图平行六面体,举例说明图中存在哪些共线、共面及不共面向量? 参考答案: 如图,其中一组共线向量为:;其中一组共面向量为:、、;其中一组不共面向量为:、、; 【归纳总结】 由上可知,空间中任意两个向量都是共面的,但空间中任意三个向量不一定共面. 思考:结合向量的概念,说说空间向量在生活中有哪些应用?
目标二:掌握空间向量的加法运算. 任务1:通过类比平面向量的加法运算,定义空间向量的加法运算. 问题1:回忆平面向量的加法运算,完成下列填空. 平面向量的加法: (1)给定两个平面向量,,在该平面任取一点A,作=,=,作出向量,则是____________________; (2)向量与的和向量记作_________,即+=; (3)如图,当向量与不共线时,,,正好能构成一个三角形,这种求两向量和的作图方法称为______________________. 参考答案: (1)向量与的和(也称为向量与的和向量); (2); (3)向量加法的三角形法则. 思考:结合平面向量加法,尝试定义空间向量的加法? 【新知讲授】 空间向量的加法 1.空间中任意两个向量都共面,故空间中两个向量的和,除A点可在空间中任意选定外,其余均与平面情形一致; 2.向量加法的三角形法则在空间中也成立. 问题2:尝试利用向量加法的三角形法则,表示下列空间向量. 如图,长方体ABCD—A1B1C1D1中,已知,,则如何用、表示? 参考答案: 如图,因为,所以. 追问:还有其他方法可以表示上述空间向量的加法吗? 【新知讲授】 空间向量的加法也可用平行四边形法则:任意给定两个不共线的向量,,在空间中任取一点A,作=,=,以AB,AC为邻边作一个平行四边形ABDC,作出向量,则. 如图,. 问题3:辨析向量加法的三角形法则和平行四边形法则的区别,完成下列表格. 参考答案: 任务2:掌握空间向量的加法的交换律和结合律. 问题1:如图所示三棱锥O-ABC,其中=,=,=,试用、、表示下列向量的加法. (1)+;(2)+;(3)+;(4)+. 参考答案: (1)且; (2)且; (3)且; (4)且; 追问:根据上述向量加法的表示,说说你有什么发现? 【归纳总结】 1. 对任意向量(包括空间向量),,,均满足 交换律:;结合律:. 2. 求有限个空间向量的和,只需将这些空间向量依次首尾相接,那么以第一个向量的始点为始点,最后一个向量的终点为终点的向量,就是这些向量的和向量;例如 . 练一练:如图所示是一个平行六面体ABCD-A1B1C1D1,化简 参考答案: 因为底面ABCD是一个平行四边形,所以, 又因为,所以. 【归纳总结】 三个不共面的向量的和,等于以这三个向量为邻边的平行六面体中,与这三个向量有共同始点的体对角线所表示的向量.
学习总结
任务:回答下列问题,构建知识导图. 1.什么是空间向量?解释空间向量的相关概念; 2.向量加法的两种法则有何区别?
2课时1 空间向量及其运算
学习目标 1.通过类比平面向量的概念,了解空间向量的概念; 2.通过类比平面向量的加法运算,掌握空间向量的加法运算.
学习活动
目标一:了解空间向量的相关概念. 任务:经历由平面向量推广到空间向量的过程,归纳空间向量的概念. 问题1:阅读课本P3,完成下列表格的填空. 思考:观察上述平面向量的有关概念与约定,若将它们从平面推广到空间中,这些概念还成立吗? 【新知讲授】 概念空间向量空间中,既有大小又有方向的量称为空间向量(简称向量)相等向量大小相等,方向相同的向量称为相等的向量向量共面空间中的多个向量,若表示它们的有向线段通过平移后,都能在同一个平面内,则称这些向量共面;否则,称这些向量不共面.
问题2:观察下图平行六面体,举例说明图中存在哪些共线、共面及不共面向量? 【归纳总结】 由上可知,空间中任意两个向量都是共面的,但空间中任意三个向量不一定共面. 思考:结合向量的概念,说说空间向量在生活中有哪些应用?
目标二:掌握空间向量的加法运算. 任务1:通过类比平面向量的加法运算,定义空间向量的加法运算. 问题1:回忆平面向量的加法运算,完成下列填空. 平面向量的加法: (1)给定两个平面向量,,在该平面任取一点A,作=,=,作出向量,则是____________________; (2)向量与的和向量记作_________,即+=; (3)如图,当向量与不共线时,,,正好能构成一个三角形,这种求两向量和的作图方法称为______________________. 思考:结合平面向量加法,尝试定义空间向量的加法? 【新知讲授】 空间向量的加法 1.空间中任意两个向量都共面,故空间中两个向量的和,除A点可在空间中任意选定外,其余均与平面情形一致; 2.向量加法的三角形法则在空间中也成立. 问题2:尝试利用向量加法的三角形法则,表示下列空间向量. 如图,长方体ABCD—A1B1C1D1中,已知,,则如何用、表示? 追问:还有其他方法可以表示上述空间向量的加法吗? 【新知讲授】 空间向量的加法也可用平行四边形法则:任意给定两个不共线的向量,,在空间中任取一点A,作=,=,以AB,AC为邻边作一个平行四边形ABDC,作出向量,则. 如图,. 问题3:辨析向量加法的三角形法则和平行四边形法则的区别,完成下列表格. 任务2:掌握空间向量的加法的交换律和结合律. 问题1:如图所示三棱锥O-ABC,其中=,=,=,试用、、表示下列向量的加法. (1)+;(2)+;(3)+;(4)+. 追问:根据上述向量加法的表示,说说你有什么发现? 【归纳总结】 1. 对任意向量(包括空间向量),,,均满足 交换律:;结合律:. 2. 求有限个空间向量的和,只需将这些空间向量依次首尾相接,那么以第一个向量的始点为始点,最后一个向量的终点为终点的向量,就是这些向量的和向量;例如 . 练一练:如图所示是一个平行六面体ABCD-A1B1C1D1,化简 【归纳总结】 三个不共面的向量的和,等于以这三个向量为邻边的平行六面体中,与这三个向量有共同始点的体对角线所表示的向量.
学习总结
任务:回答下列问题,构建知识导图. 1.什么是空间向量?解释空间向量的相关概念; 2.向量加法的两种法则有何区别?
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