9.7空间向量一、学习目标1.了解空间向量的相关概念;2.理解共面向量定理和空间向量基本定理3.体会空间向量与平面向量的区别.二、知识回顾:1.空间向量基本定理:若三个向量不共面,那么对于空间中任一向量,存在有序实数组,使得,其中{,,}叫做空间向量的一个基底.2.共面向量定理:若两个向量,不共线,则向量与向量,共面的充要条件是存在唯一的有序实数对,使得.3.四点共面的判定:对空间任意一点和不共线三点,若满足,则四点共面.ACBOP三、典例分析例1.如图,在长方体ABCDA1B1C1D1中,O为AC的中点.(1)化简A1O-AB-AD=________.(2)用AB,AD,AA1表示OC1,则OC1=________.【答案】(1)A1A;(2)AB+AD+AA1.解析:(1)A1O-AB-AD=A1O-(AB+AD)=A1O-AO=A1O+OA=A1A.(2)因为OC=AC=(AB+AD).所以OC1=OC+CC1=(AB+AD)+AA1=AB+AD+AA1.例2.已知A,B,C三点不共线,对平面ABC外的任一点O,若点M满足OM=(OA+OB+OC).(1)判断MA,MB,MC三个向量是否共面;(2)判断点M是否在平面ABC内.【答案】(1)由题知OA+OB+OC=3OM,所以OA-OM=(OM-OB)+(OM-OC),即MA=BM+CM=-MB-MC,所以MA,MB,MC共面.(2)由(1)知,MA,MB,MC共面且基线过同一点M,所以M,A,B,C四点共面,从而点M在平面ABC内.例3.如图,在平行六面体ABCDA1B1C1D1中,以顶点A为端点的三条棱长度都为1,且两两夹角为60°.(1)求AC1的长;(2)求BD1与AC夹角的余弦值.【答案】(1)记AB=a,AD=b,AA1=c,则|a|=|b|=|c|=1,〈a,b〉=〈b,c〉=〈c,a〉=60°,所以a·b=b·c=c·a=.|AC1|2=(a+b+c)2=a2+b2+c2+2(a·b+b·c+c·a)=1+1+1+2×=6,所以|AC1|=.(2)BD1=b+c-a,AC=a+b,所以|BD1|=,|AC|=,BD1·AC=(b+c-a)·(a+b)=b2-a2+a·c+b·c=1,所以cos〈BD1,AC〉==.即BD1与AC夹角的余弦值为.例4.(1)已知a=(-2,1,3),b=(-1,2,1),若a(⊥a-λb),则实数λ的值为()A.-2B.-C.D.2【答案】D(2)已知a=(λ+1,0,2),b=(6,2μ-1,2λ),若a∥b,则λ与μ的值可以是()A.2,B.-,C.-3,2D.2,2【答案】A解析:.因为a∥b,所以b=ka,即(6,2μ-1,2λ)=k(λ+1,0,2),所以解得或例5.(1)已知,ab是两个相互垂直的单位向量,13c,3,4cacb,则对于任意实数12,tt,12ctatb的最小值是()A.5B.7C.12D.13【答案】C解析:;(2)已...