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高中数学《1.1.2 空间向量基本定理》微课精讲+知识点+教案课件+习题

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知识点:

空间向量基本定理:如果三个向量不共面,那么对空间任一向量,存在一个唯一的有序实数组,使

若三向量不共面,我们把叫做空间的一个基底,叫做基向量,空间任意三个不共面的向量都可以构成空间的一个基底。

推论:设是不共面的四点,则对空间任一点,都存在唯一的三个有序实数,使


视频教学:



练习:

课件:



教案:

课程基本信息

       
     
    

课题

空间向量基本定理

教科书

书名:数学 选择性必修 第一册

出版社:人民教育出版社             出版日期:2019年 7 月

教学目标

教学目标

1.通过类比平面向量的学习过程了解空间向量的研究内容和方法,经历从平面向量基本定理向空间向量基本定理的推广过程

2.了解共面向量定理和空间向量基本定理及其意义,并能解决相关问题;

3.以空间图形为载体,培养学生观察分析与推理的能力.

教学重点共面向量定理和空间向量基本定理.

教学难点共面向量定理和空间向量基本定理的应用.

教学过程

时间

教学环节

主要师生活动

2min

O.

O. 复习回顾

回顾共线向量基本定理平面向量基本定理的内容

意图共线向量基本定理平面向量基本定理在空间中的推广做铺垫.

思考:上述结论在空间中是否仍成立?如何判断空间中三个向量是否共面?

1min

I.

I.情境导入

如图,长方体中,

在直线上的充要条件是:存在实数

,使得;点在平面

上的充要条件是:存在实数,使得.

意图以学生熟悉的空间图形为载体,更好地理解共线基本定理和平面向量基本定理在空间是适用的.情境导入,便于理解,激发兴趣。

18min

II. 新知


II. 新知

1.由平面向量基本定理,我们知道,如果两个向量不共线,而三个向量共面,一定存在唯一的实数对,使得(必要性).

另一方面,当时,若共线,也共线,这时三个向量显然共面;若不共线,分别是平行四边形的两条邻边和一条对角线,显然是共面的(充分性).

由此分析,我们可以得到:

共面向量定理:如果两个向量不共线,则向量共面的充要条件是,存在唯一的实数对,使得.

意图:从平面向量基本定理出发,考虑必要性和充分性两方面,推理得到共面向量定理.


提出两个问题.

问题1.如果存在三个不全为零的实数使得,则是否共面?

问题2.若三点不共线,则点在平面内需要满足什么条件?

意图:强化对共面向量定理的理解和应用.


例1.如图,已知三棱柱中,在上分别有一点,且,其中.

求证:共面.

分析:要证明三个向量共面,我们需要找三个向量之间的关系.

意图:强化共面向量定理的应用.


2. 空间向量的基本定理

由共线向量基本定理(一维空间),平面向量基本定理(二维空间)的内容,猜测空间向量(三维空间)是否有类似结论?

即:如果空间中的三个向量不共面,那么对于空间中的任意一个向量,存在唯一的有序实数组,使得.

意图:类比的思想.大胆猜测,再小心求证.

先证存在性:合理构造,考虑特殊情况与一般情形.

用反证法证明上述实数组唯一.


相关概念和空间向量基本定理的本质.

表达式称为向量的线性组合或线性表达式.

空间向量的一组基底,基向量.

空间向量基本定理说明,如果三个向量不共面,则它们的线性组合能生成所有的空间向量.

例2.如图,平行六面体中,设,请用基底表示向量.

意图:强化空间向量基本定理理解与应用.



例3.如图,已知直三棱柱中,

中点,

,求.


意图:化归思想的体现.空间向量中,若有三个不共面的向量的长度和相互之间的角度已知,就可以作为一组基底,其他向量都可以用它们来线性表达,从而解决相关问题.


1min

III.


III. 小结

我们今天的学习用到的主要方法是类比推广,由共线向量基本定理、平面向量基本定理经过合理分析,大胆猜测,辅助于证明,得到了空间向量基本定理。

空间里的任意一个向量都可以用一组基底来线性表达,以基底为核心,就可以将复杂问题转化为简单的基向量关系.


教材第16页练习A 3,5;练习B 5.





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