直线的方向向量与直线的向量表示

课堂导学

三点剖析

一、直线的方向向量

【例1】 已知点A(1,3,0),B(2,4,3)以AB的方向为正向,建立数轴,试求点P,使得AP∶PB =1∶3.

思路分析：求点P,不妨先设P(x,y,z)再利用条件构造等式. 解：设P(x,y,z)， 由已知PB=3AP， ∴OB?OP=3(OP?OA)， ∴4OP=OB+3OA，

13OB+OA， 4413∴(x,y,z)=(2,4,3)+(1,3,0)

445133=(,,). 4445133∴x=,y=,z=,

4445133即点P(,,).

444OP=

温馨提示

求一点坐标,通常先设出点,再寻找条件等式或构造方程组求解. 二、平行与垂直

【例2】已知三棱锥O—ABC中，OA=OB=1，OC=2，OA，OB，OC两两垂直，如何找出一点D，使BD∥AC，DC∥AB？

思路分析:首先建立空间直角坐标系，利用点的坐标来解决平行问题.

解：建立如下图所示的空间直角坐标系,则A(1,0,0),B(0,1,0),C(0,0,2),设所求点D(x,y,z).

由BD∥AC,DC∥AB?BD∥AC,DC∥AB,因此

?x??1,?(x,y?1,z)?k1(?1,0,2)???y?1, ??(?x,

Now similar concerns are being raised by the giants（巨头）that deal in data, the oil of the digital age. The most valuable firms are Google,Amazon,3.2.1 直线的方向向量与直线的向量方程

课后导练

基础达标

1.已知A（1，1，0），

=（4，0，2）,点B的坐标为（ ）

A.（7，-1，4） B.(9,1,4) C.(3,1,1) D.(1,-1,1) 答案：B 2.

=(-1,2,3)，

=（l,m,n），

=（0，-1，4），则

等于（ ）

A.（-1+l，1+m,7+n） B.(1-l,-1-m,-7-n)

C.(1-l,1-m,7-n) D.(-1+l,-1+m,-7+n) 答案：B

3.若a=(0,1,-1)，b=(1,1,0)，且(a+λb)⊥a，则实数λ的值是（ ） A.-1

03课堂效果落实

1.给定一个定点A和一个向量a，O是空间任意一个确定的点，t∈R，那么下列方程中不是空间直线的向量参数方程的是( )

→

A.AP＝ta →→→C.OP＝OA＋OB 答案：C

2．已知直线l1、l2的方向向量分别为a＝(1,2，－1)，b＝(x,2y,2)，若l1∥l2，则( )

A．x＝2，y＝1 C．x＝－2，y＝－2

B．x＝1，y＝1 D．x＝－2，y＝－1 →→

B.OP＝OA＋ta →→→D.OP＝(1－t)OA＋tOB

解析：由l1∥l2，可知a∥b，所以(x,2y,2)＝λ(1,2，－1)， 解得x＝－2，y＝－2. 答案：C

3．设l1的方向向量a＝(1,2，－2)，l2的方向向量b＝(－2，3，m)，若l1⊥l2，则m＝( )

A．1 1C.2

解析：∵l1⊥l2，∴a⊥b

即a·b＝(1,2，－2)·(－2,3，m)＝－2＋6－2m＝0 ∴m＝2，故选B. 答案：B

4．已知直线的向量参数方程为(x，y，z)＝(5,0,3)＋t(0,3,0)，当t

1

B．2 D．3

＝－3时，对应直线上点的坐标为________．

解析：当t＝－3时，(x，y，z)＝(5,0,3)－

3.2立体几何中的向 量方法---------方向向量与法向量

一、方向向量与法向量 1.直线的方向向量如图, l 为经过已知点 A 且平行于非零向量 a 的直线,那么非零向量 a 叫做直线 l 的方向向量。

换句话说,直线上的非零向量叫做直线的 方向向量

A

l

a

P

直线的方向 向量不唯一

直线l的向量式方程

AP ta

练习 (, 1 2, 3 ),( B 2, 1, 2 ),(, P 1 1, 2 ) 2.已知两点 A , 点 Q 在 OP 上运动,求当 QA QB 取得最小值时,点 Q 的坐标.解:设 OQ OP ( ) ∴ QA QB 6 16 , ∴当 时, QA QB 取得最小值, 4 4 8 此时 Q( , , ) 3 3 3

2、平面的法向量

换句话说,与平面垂直的非零向量叫做平面 的法向量 平面 α的向量式方程 注：平面 α的法向量 不唯一 l

a AP 0

几点注意： 1.法向量一定是非零向量; 2.一个平面的所有法向量都互 相平行; 3.向量n 是平面的法向量，向 量m是与平面平行或在平面内， 则有

aAP

n m 0

巩固性训练11.设

a,

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2.1向量的物理背景与

概念及几何表示主讲老师：陈震

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情境设置老鼠由A向西北逃窜，猫在B处向东追 去，设问：猫能否追到老鼠？

C A B D

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情境设置老鼠由A向西北逃窜，猫在B处向东追 去，设问：猫能否追到老鼠？

C

结论：猫的速度再快 也没用，因为方向 错了.

A

B

D

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讲授新课请同学指出哪些量既有大小又有方向？ 哪些量只有大小没有方向？

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讲授新课1. 向量的概念： 我们把既有大小又有方向的量叫向量.

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讲授新课1. 向量的概念： 我们把既有大小又有方向的量叫向量.

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讲授新课 阅读教材，回答下列问题：(1)数量与向量有何区别？(2)如何表示向量？

(3)有向线段和线段有何区别和联系？分别可以表示向量的什么？ (4)长度为零的向量叫什么向量？长度为1 的向量叫什么向量？

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讲授新课 阅读教材，回答下列问题：(5)满足什么条件的两个向量是相等向量？ 单位向量是相等向量吗？ (6)有一组向量，它

3.2立体几何中的向 量方法---------方向向量与法向量

一、方向向量与法向量 1.直线的方向向量如图, l 为经过已知点 A 且平行于非零向量 a 的直线,那么非零向量 a 叫做直线 l 的方向向量。

换句话说,直线上的非零向量叫做直线的 方向向量

A

l

a

P

直线的方向 向量不唯一

直线l的向量式方程

AP ta

练习 (, 1 2, 3 ),( B 2, 1, 2 ),(, P 1 1, 2 ) 2.已知两点 A , 点 Q 在 OP 上运动,求当 QA QB 取得最小值时,点 Q 的坐标.解:设 OQ OP ( ) ∴ QA QB 6 16 , ∴当 时, QA QB 取得最小值, 4 4 8 此时 Q( , , ) 3 3 3

2、平面的法向量

换句话说,与平面垂直的非零向量叫做平面 的法向量 平面 α的向量式方程 注：平面 α的法向量 不唯一 l

a AP 0

几点注意： 1.法向量一定是非零向量; 2.一个平面的所有法向量都互 相平行; 3.向量n 是平面的法向量，向 量m是与平面平行或在平面内， 则有

aAP

n m 0

巩固性训练11.设

a,

第二章 平面向量 2.4.3 向量平行的坐标表示

复习回顾回答下列问题向量共线定理

b λa向量的坐标表示？

b a

向量的坐标运算？

当向量用坐标表示时，向量的和、 差向量数乘都可以用相应的坐标来表示。

两个共线的向量能否用坐标来表示 呢？两平行向量的坐标之间有什么关系？

1 向量坐标表示：2 加、减法坐标运算法则：a + b=( x2 , y2) + (x1 , y1)= (x2+x1 , y2+y1) a - b=( x2 , y2) - (x1 , y1)= (x2- x1 , y2-y1) ( x1 , y1 ) λa =λ(x i+y j )=λx i+λy j =

3一个向量坐标重要性质：若A(x1 , y1) , B(x2 , y2)则 AB =(x2 - x1 , y2 – y1 )

有向线段 P1 P2 的定比分点坐标公式与定比分值公式。

注意：x x 2 x 1 1 y y1 y 2 1

= x x1 或 = y y1x2 x

y2 y

( 1)

在 运 用 公 式 时 ， 要 注分 清 起 点 坐 标 、 终 点标 和 分 点 意 坐 坐

11.1直线的方程

教学目标：理解直线方程的意义，掌握直线的点方向式方程。 教学难点：理解直线方程以及点方向式方程的推导。 知识链接：

1.已知点A（x1,y1）、点B(x2,y2)，则AB=

2.已知a?(x1,y1)、b?(x2,y2)，则“a//b”的充要条件是 3.直线l的方程是：y?2x?1，回答下列问题： (1)点A（1，5）在直线l上吗？ （2）点B（m，3）在直线l上，则m= 学习探究：

探究1：已知直线l过点P(?1,1)且与向量d?(2,1)平行，思考并回答下列问题： （1）这样的直线是唯一的吗？ （2）若Q(x,y)是直线上的任意一点，求x与y的关系式.

探究2：已知直线l过点P(x0,y0)且与非零向量d?(u,v)平行，若Q(x,y)是直线上的任意一点，求x与y的关系式.

例题：已知点A?4，6?，B??3，?1?和C?4，?5?，求经过点A且与BC平行的直线l的点方向式方程？ （ 解题关键在于找点和方向向量！）

变式1：求经过点B、C两点的直线l的点方向式方程？

变式2：求 ?AB

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三角形“四心”向量形式的充要条件应用

1．O 是ABC ?的重心?0OC OB OA =++; 若O 是ABC ?的重心，则

AB C AOB AOC BOC S 31

S S S ????=

==故=++;

1()3

PG PA PB PC =++?G 为ABC ?的重心.

2．O 是ABC ?的垂心?OA OC OC OB OB OA ?=?=?;

若O 是ABC ?(非直角三角形)的垂心，则C tan B tan A tan S S S AOB AOC BOC ：：

：：=??? 故C tan B tan A tan =++

3．O 是ABC ?的外心?||||||==(或2

2

2

OC OB OA ==)

若O 是ABC ?的外心则C 2sin :B 2sin :A 2sin AOB sin AOC sin BOC sin S S S AOB AOC BOC =∠∠∠=???：：

：： 故0OC C 2sin OB B 2sin OA A 2sin =++ 4．O 是内心ABC ?的充要条件是

|

CB ||

CA |(

|

BC ||

BA |(

AC

三角形“四心”向量形式的充要条件应用

知识点总结 1．O是?ABC的重心?OA?OB?OC?0;

若O是?ABC的重心，则

PG?1(PA?PB?PC)?G为?ABC的重心.

32．O是?ABC的垂心?OA?OB?OB?OC?OC?OA;

S?BOC?S?AOC?S?AOB?1S?ABC3故OA?OB?OC?0;

tanB：tanC 若O是?ABC(非直角三角形)的垂心，则S?BOC：S?AOC：S?AOB?tanA：故tanAOA?tanBOB?tanCOC?0

3．O是?ABC的外心?|OA|?|OB|?|OC|(或OA?OB?OC)

222：sin?AOC：sin?AOB?sin2A:sin2B:sin2C 若O是?ABC的外心则S?BOC：S?AOC：S?AOB?sin?BOC故sin2AOA?sin2BOB?sin2COC?0 4．O是内心?ABC的充要条件是

OA?(AB|AB|?ACAC)?OB?(BA|BA|?BC|BC|)?OC?(CA|CA|?CB|CB|)?0

引进单位向量，使条件变得更简洁。如果记AB,BC,CA的单位向量为e1,e2,e3，则刚才O是

?ABC内心的充要条件可以写成 OA?(e1?e3)?OB?(e1?e2