第七章空间解析几何与向量代数[作业No.40]班级_.

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第七章空间解析几何与向量代数[作业No.40]班级_.

第七章空间解析几何与向量代数[作业No.40] 班级

§1空间直角坐标系§2向量及其加减法,向量与数的乗法姓名________

一、概念题

1、在空间直角坐标系中,指出下列各点在哪个卦限。

(】,-2, 3) ________ (2,- 3,- 4) _________ (- 1,- 3,- 5) _________ (-1, 5,- 3)____________ (2, 3,- 4)____________ (- 2,- 3, ]) _______________ (-5 , 3 , 1) _________ (3 , 4 , 6) _______________

2、指出下列各点的位置。

A(3,4,0) ___________ B(0,4,3) ________ C(3,0,0) ___________ D(0,—1,0) ________ 3、指出当点的坐标适合下列条件之一时,该点所在的卦限。

点)在__________________ 上的对称点是1

5、点A (—4,3,5 )在%0『平面上的投影点为_________________________

在ZOX平面上的投影点为 _______________

在0X轴上的投影点为 _________________

在oy轴上的投影点为__________________

6、点P (—3,2,— 1)关于yoz平面的对称点为_______________________

关于ZOX 平面的对称点为 ______________

关于oy轴的对称点为_______________

关于ox轴的对称点为_______________

7、在y轴上与点A (1,—3,7 )和点B (5,7,—5 )等距离的点

为_______________

8、u a b 2 c, v a 3b c,用a, b, c 表示2u 3v = __________________

二、计算题:

1、求点M (4,—3,5 )到各坐标轴的距离。

2、把厶ABC 的BC 边五等分,设分点依次为 D 「D 2、D

3、D 4,再把各分 点与点A 连接試以AB = c ,BC = a,表示向量 3.

已知在空间直角坐标系下,立方体4个顶点为 A (-a ,— a ,— a ), B (a , — a , — a ), C (— a , a , — a )和 D (a , a , a ),则其余各顶点分别 是什么?

三、证明题

1 .若平面上一个四边形的对角线相互平分 2、试证明以三点 A (4 , 1 , 9), B (10,- 1 , 6), C (

2 , 4 , 3)为 顶点的三角形是等腰直角三角形。

一、 填空题:

DAD 2A ,D 3A 和 D 4A . ,试用向量证明它是平行四边形

§ 3 .向量的坐标[作业No.41]班级姓名

1、若三角形的顶点为M 1(3 , 2 , -5),M 2 (1,-4,3 )和皿3

(-3 , 0 , 1),则各边的中点为 __________________ , ____________ , ________ .

2、两点P 1(2,5,—3),P 2(3,-2,5),设在P 1P 2上一

点P满足p i p 3pi P2,则P的坐标为__________________

3、设向量r的模是4,它与轴u的夹角是60°,则Prj u r =__________________

4、设a与三轴正向夹角依次为a,3,Y

⑴ 当cos 3 =0时,a平行于_______________ 平面。

⑵ 当COS Y =1时,a垂直于 _______________ 平面。

⑶ 当COS a =COS 3 =0时,a垂直于____________ 平面, __________ 于z轴。

5、平行于向量a= 6 i+ 7 j —6 k的单位向量为______________ 。

6、已知M[(4, 2 , 1),皿2(3,0,2),向量M1M2的模为_______________ 方

向余弦为____________ 方向角为 _______________

7、a与各坐标轴之间夹角为a、3、丫,若a =60°, 3 =120°,则丫= __________

二、计算题:

1、一向量的终点为点B ( 2, —1,7),它在三坐标轴上的投影依次为4,-4,7, 求这向

量的起点A的坐标。

2、设m=3i+5j+8k , n =2i —4j —7k和p=5i+j —4k,求向量a=4m+3n—p在x

轴上的投影及在y轴上的分向量。

3、向量a= {3,—5,7},求平行于a且模为2 \ 83的向量

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§4数量积、向量积[作业No.42]班级■生名

一、概念题:

1. 若a、b为平行的单位向量,则它们的数量积为_____________ 。

2. 向量a x b与二向量a与b的位置关系是__________________ 。

3?若向量a与b之间的交角为60°, | a | =5, | b | =8,则|a—b | = ______ ,

I a+b | = _________

4. 设a=3i —j —2k,b=i+2j —k,贝Ua b ___ ,a x b= ________, a x 2b= _____

cos(a,b)= -------------- 。

5. 在直角坐标系中,两向量数量积为零的充要条件是至少其中一个向量为

或它们相互__________ ;向量积为零的充要条件是至少其中一个向量为_ 或它们相互____________

6. 向量a= {4 , —3 ,4}在向量b= {2 , 2 , 1} 上的投影为_________________ 。

二、计算题:

1 .设a,b,c为单位向量,且满足a+b+c =0,求a b+bc+c a.

2 .已知M1(1,-1,2),M 2(331)和M3(3,1,3),求与M,M2, M 2M 3同时垂直

的单位向量。

5

3. 设质量为100kg的物体从点M[(3,1,8)沿直线移动到点M2(1,4,2)计算

重力所作的功(长度单位为m,重力方向为z轴负方向)。

4. 已知OA=i+3k ,OB =j+3k,求△ OAB 的面积。

5. 已知向量a=2i —3j+k,b=i —j+3k 和c=i —2j,计算:

⑴(a b)c —(a c)b ;⑵(a+b) x (b+c);⑶(a x b) c.

§5 .曲面及其方程[作业No.43]班级■生名

、概念题

1. 一动点与两定点(2 ,3 , 1 )和(4 ,5 ,6 )等距离,则动点的轨迹方程为_________

2. ___________________________________________________________ 以点(1,3 , -2 )为球心,且通过坐标原点的球面方程是________________________ 。3?将xoz坐标面上的抛物线Z2=5X绕x轴旋转一周,所生成的旋转曲面的方程为 ___________________

4?方程x= 2在平面解析几何中表示________________ 在空间解析几何中表示.

2 2

,方程x2+y2=4在平面解析几何中表示在空间解析几何中表示,方程x2-y2= 1在平面

解析几何中表示 _____________ 在空间解析几何中表示________________ 。

5 .只含x,y而缺z的方程F(x,y)= 0,在空间直角坐标系中表示_________ 平行于______ 轴的柱面,其准线是 _____________ 。

二?计算题:

1. 将xoz坐标面上的双曲线4x2—9y2=36分别绕x轴及y轴旋转一周,求所

生成的旋转曲面的方程。

2. 求与坐标原点O及点(2 ,3 , 4 )距离之比为1 : 2的点的全体所组成的曲面

的方程,它表示怎样的曲面。

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空间解析几何与向量代数论文

空间解析几何与向量代数 呼伦贝尔学院 计算机科学与技术学院 服务外包一班 2013级 2014.5.4 小组成员: 宋宝文 柏杨白鸽 李强白坤龙

空间解析几何与向量代数 摘要:深入了解空间解析几何与向量代数的概念,一一讲述他们的区别和用途。向量的集中加减乘法和运算规律,还有空间直线与平面的关系。 关键词:向量;向量代数;空间几何 第一部分:向量代数 第一节:向量 一.向量的概念: 向量:既有大小,又有方向的量成为向量(又称矢量)。 表示法:有向线段a 或a 。 向量的模:向量的打小,记作|a |。 向径(矢径):起点为原点的向量。 自由向量:与起点无关的向量。 单位向量:模为1的向量。 零向量:模为0的向量,记作.0或0 若向量a 与b 大小相等,方向相同,则称a 与b 相等,记作a =b ; 若向量a 与b 方向相同或相反,则称a 与b 平行,记作a //b 规定:零向量与任何向量平行;与a 的模相同,但方向相反的向量称为a 的负向量, 记作-a ;因平行向量可平移到同一直线上,故两向量平行又称两向量共线。若K 3 个向量经平移可移到同一平面上,则称此K 个向量共面。 二.向量的线性运算 1.向量的加法 平行四边形法则: b a +b a 三角形法则: a + b b

a 运算规律:交换律a + b =b +a a 与b 结合律:(a +b )+c =a +(b +c ) 三角形法则可推广到多个向量相加。 2.向量的减法 b -a =b +(a ) a b -a b b -a a 特别当b =a 时,有a -a =a (a )=0 ; 三角不等式:|b +a |; |a -b |; 3.向量与数的乘法是一个数,与a 的乘积是一个新向量,记作a 。 规定: a 与a 同向时,|a |=|a |; 总之:|a | | |a | 三.向量的模、方向角 1.向量的模与两点间的距离公式 设r (x,y,z ),作om r ,则有r op oq or R Z Q O Y P X 由勾股定理得: |r | |OM| B A 对两点A ()与B ()因AB OB OA () 得两点间的距离公式: |AB| |AB | 第二节:数量积 向量积

§ 7 空间解析几何与向量代数习题与答案

第七章 空间解析几何与向量代数 A 一、 1、 平行于向量)6,7,6(-=a 的单位向量为______________. 2、 设已知两点)2,0,3()1,2,4(21M M 和,计算向量21M M 的模,方向余弦和方向角. 3、 设k j i p k j i n k j i m 45,742,853-+=--=++=,求向量p n m a -+=34在x 轴 上的投影,及在y 轴上的分向量. 二、 1、设k j i b k j i a -+=--=2,23,求(1)b a b a b a b a 23)2)(2(??-??及;及(3)a 、b 的夹角的余弦. 2、知)3,1,3(),1,3,3(),2,1,1(321M M M -,求与3221,M M M M 同时垂直的单位向量.

3、设)4,1,2(),2,5,3(=-=b a ,问μλ与满足_________时,轴z b a ⊥+μλ. 三、 1、以点(1,3,-2)为球心,且通过坐标原点的球面方程为__________________. 2、方程0242222=++-++z y x z y x 表示______________曲面. 3、1)将xOy 坐标面上的x y 22=绕x 轴旋转一周,生成的曲面方程为 __ _____________,曲面名称为___________________. 2)将xOy 坐标面上的x y x 222=+绕x 轴旋转一周,生成的曲面方程 _____________,曲面名称为___________________. 3)将xOy 坐标面上的369422=-y x 绕x 轴及y 轴旋转一周,生成的曲面方 程为_____________,曲面名称为_____________________. 4)在平面解析几何中2 x y =表示____________图形。在空间解析几何中 2x y =表示______________图形. 5)画出下列方程所表示的曲面 (1))(42 2 2 y x z += (2))(42 2 y x z += 四、

向量代数与空间解析几何-期末复习题-高等数学下册-(上海电机学院)

向量代数与空间解析几何-期末复习题-高等数学下册-(上海电机学院)

第七章 空间解析几何 一、选择题 1. 在空间直角坐标系中,点(1,-2,3)在[ D ] A. 第一卦限 B. 第二卦限 C. 第三卦限 D. 第四卦限 2.方程2 222 =+y x 在空间解析几何中表示的图形为 [ C ] A. 椭圆 B. 圆 C. 椭圆柱面 D. 圆柱面 3.直线3 1 2141:1+=+=-z y x l 与?? ?=-++=-+-0 20 1:2z y x y x l ,的夹角是 [ C ] A. 4 π B. 3 π C. 2 π D. 0 4. 在空间直角坐标系中,点(1,2,3)关于xoy 平面的对称点是[ D ] A. (-1,2,3) B. (1,-2,3) C. (-1,-2,3) D. (1,2,-3)

5.将xoz 坐标面上的抛物线x z 42 =绕z 轴旋转一 周,所得旋转曲面方程是[B ] A. ) (42y x z += B. 2 2 2 4y x z +±= C. x z y 422 =+ D. x z y 422 ±=+ 6.平面2x-2y+z+6=0与xoy 平面夹角的余弦是 [B ] A. 13 - B. 13 C. 23 - D. 23 7. 在空间直角坐标系中,点(1,2,3)关于yoz 平面的对称点是[ A ] A. (-1,2,3) B. (1,-2,3) C. (-1,-2,3) D. (1,2,-3) 8.方程 222 22 x y z a b +=表示的是 [ B ] A.椭圆抛物面 B.椭圆锥面 C. 椭球面 D. 球面 9. 已知 a ?={0, 3, 4}, b ?={2, 1, -2},则 = b proj a ?ρ[ C ]

向量与解析几何相结合专题复习

向量与解析几何相结合专题复习 平面向量与解析几何的结合通常涉及到夹角、平行、垂直、共线、轨迹等问题的处理,目标是将几何问题坐标化、符号化、数量化,从而将推理转化为运算。或者考虑向量运算的几何意义,利用其几何意义解决有关问题。 一:将向量及其运算的几何意义转化为平面图形的位置关系或数量关系 【例1.】已知△ABC 中,A 、B 两点的坐标分别为(-4,2)、(3,1),O 为坐标原点。已知||=λ·||,||=λ·||,∥ = (1,2)求顶点C 的坐标。 【解】如图:∵||=λ·||,∴λ=0 | |>CB ∵||=λ·||,∴A 、D 、B 三点共线,D 且λ=0 | |>DB ∴||CB =||DB ∴CD 是△ABC 中∠C 的角平分线。 ∴A 、D 、B 三点共线∥∴O 、C 、D 三点共线,即直线CD 过原点。 ~ 又∵直线CD 的方向向量为=(1,2),∴直线CD 的斜率为2 ∴直线CD 的方程为:y =2x (注意:至此,以将题中的向量条件全部转化为平面解析几何条件,下面用解析几何的方法解决该题) 易得:点A (-4,2)关于直线y =2x 的对称点是A ’ (4,-2), (怎样求对称点) ∵A ’ (4,-2)在直线BC 上 ∴直线BC 的方程为:3x +y -10=0 由?? ?=-+=01032y x x y 得C (2,4) 【解题回顾】本题根据向量共线的条件将题设中的||=λ·||和∥转化

为三点共线,实现了向量条件向平面位置关系的转化;而由λ=||CB =||DB ,实现了向量条件向平面图形的数量关系的转化,从而从整体上实现了由向量条件向平几及解条件的转化。 \ 【例2】.已知1OF =(-3,0),2OF =(3,0),(O 为坐标原点),动点M 满足:||1MF +||2MF =10。 (1)求动点M 的轨迹C ; (2)若点P 、O 是曲线C 上任意两点,且OP ·=0,求2 2 2 OQ OP ?的值 【解】(1)由||1MF +||2MF =10知: 动点M 到两定点F 1和F 2的距离之和为10 根据椭圆的第一定义:动点M 的轨迹为椭圆:116252 2=+y x \ (2)∵点P 、O 是1 16252 2=+y x 上任意两点 设P(ααsin 4,cos 5),Q(ββsin 4,cos 5) (注意 ∵OP ·=0 得:βαβαsin sin 16cos cos 25+=0 ① 而2 、2 2 ?都可以用α、β的三角函数表示,利用①可以解得: 2 2 2 PQ ?=40041 【例3.】在△ABC 中,A(2,3),B(4,6),C(3,-1),点D 满足:CA ·CD =CD ·CB (1)求点D 的轨迹方程; ~

向量代数与空间解析几何

第六章.向量代数与空间解析几何 本章内容在本课程当中是单独的一个部分,应该说是属于几何的内容,之所以需要在微积分的课程里进行单独的讨论,是因为我们在后面学习多元函数的微积分时,必须和这些几何知识发生关系,所谓多元的函数,从几何意义方面来理解,就是定义域在平面乃至更高维度的空间区域上,这样如果要想得到对于多元函数的直观几何理解,就必须对于平面乃至更高维度的空间中的几何现象具有一定的知识。 向量。 向量可以说是几何的最为基本的概念。因为几何对象的两个基本要素:方向和长度,用一个向量就可以完全表达,从向量的概念出发,可以构造出整个的几何世界。 由于本课程的限制,我们不从一般的观念出发来展开向量的理论,而是基于直观的,运用向量来表示的几何当中的有向直线段,来说明我们需要涉及的有限的向量知识。 我们完全可以把一个向量理解为一根有向直线段,而不会出现任何理论上的错误。基于向量的这种直观图象,可以定义向量的基本属性。 首先,我们定义两个向量相等的意思,就是两个向量的大小与方向都相同,对于这里的具体的一种向量—有向直线段,就是必须长度相等,而方向相同,所谓方向相同,按照几何的意义,就是两根直线段相互平行,而且指向相同。 注意,这里初学者常常产生误解的地方,就是认为要求两个有向直线段方向一样,就一定是要求它们在同一个直线上,或者是相互重合,这是因为还不习惯在一般的空间当中考虑问题,特别是要养成在三维空间当中考虑几何对象的习惯,记住方向相同,是与这两个向量的空间位置无关的,只要它们所在的直线相互平行,而指向一致即可。 在两个向量之间定义加法与减法,就是我们在力学当中以及很熟悉的力的合成的平行四边形法则,当然这是一种直接的基于几何图象的定义方式,下面我们通过在空间引入坐标,来得到更一般的定义。 空间直角坐标系以及向量代数。 在空间当中引入坐标的目的,和物理学当中引入单位制一样,是提供一个度量几何对象的方法,首先一个坐标系必须能够提供方向的定义,使得任意的方向都能够由于坐标系而得到确定与唯一的描述;然后必须能够提供长度的单位,基于这个单位能够度量空间长度。 能够满足上面这两个基本要求的坐标系可以有很多的形式,我们经常使用的坐标系就是直角坐标系。 我们已经强调了一个向量的大小与方向是与它所处的空间位置没有关系的,换一个说法,就是一个向量在空间进行平移时,不影响它的大小与方向。那么在空间中,对任意一个向量的度量,都可以通过把这个向量平移到以坐标系的原点为起点的位置,再用它的终点的坐标来表征这个向量的大小与方向。显然,任意的一个向量,只要是通过平移而处于这种方式,就只会唯一的,而空间中的任意一点在一个这样的直角坐标系里的标度也是唯一的。因此这样决定的一个向量的坐标也就是唯一的。 本课程我们主要只考虑三维的情况,因此一个向量可以用一个唯一的坐标来表示,在直角坐标系里,也就是由三个实数组成的三元组:(a ,b ,c )。 基于上面对于唯一性的分析,可以得到坐标表示的向量的相等的含义,就是坐标三元组的分别相等。 进一步,为了更为方便地度量一般的向量,我们引入单位向量的概念,就是在坐标轴方向上具有单位 长度的向量,在直角坐标系当中,习惯的写法,就是 ,,,分别表示在X ,Y ,Z 轴上的单位向量。 按照坐标三元组的写法,就是 =(1,0,0); i r j r k r i r

空间解析几何与向量代数习题

第七章 空间解析几何与向量代数习题 (一)选择题 1. 已知A (1,0,2), B (1,2,1)是空间两点,向量 AB 的模是:( ) A )5 B ) 3 C ) 6 D )9 2. 设a ={1,-1,3}, b ={2,-1,2},求c =3a -2b 是:( ) A ){-1,1,5}. B ) {-1,-1,5}. C ) {1,-1,5}. D ){-1,-1,6}. 3. 设a ={1,-1,3}, b ={2,-1,2},求用标准基i , j , k 表示向量c ; A )-i -2j +5k B )-i -j +3k C )-i -j +5k D )-2i -j +5k 4. 求两平面032=--+z y x 和052=+++z y x 的夹角是:( ) A )2 π B )4 π C )3 π D )π 5. 一质点在力F =3i +4j +5k 的作用下,从点A (1,2,0)移动到点B (3, 2,-1),求力F 所作的功是:( ) A )5焦耳 B )10焦耳 C )3焦耳 D )9焦耳 6. 已知空间三点M (1,1,1)、A (2,2,1)和B (2,1,2),求∠AMB 是:( ) A )2 π B )4 π C )3 π D )π 7. 求点)10,1,2(-M 到直线L :12 21 3+=-=z y x 的距离是:( ) A )138 B 118 C )158 D )1 8. 设,23,a i k b i j k =-=++ 求a b ? 是:( ) A )-i -2j +5k B )-i -j +3k C )-i -j +5k D )3i -3j +3k 9. 设⊿ABC 的顶点为(3,0,2),(5,3,1),(0,1,3)A B C -,求三角形的面积是:( ) A ) 3 62 B ) 3 64 C )3 2 D )3 10. 求平行于z 轴,且过点)1,0,1(1M 和)1,1,2(2-M 的平面方程.是:( ) A )2x+3y=5=0 B )x-y+1=0

第八章向量代数与空间解析几何教案(同济大学版高数)

第八章 向量代数与空间解析几何 第一节 向量及其线性运算 教学目的:将学生的思维由平面引导到空间,使学生明确学习空间解析几何的意义和目的。使学生对(自由)向量有初步了解,为后继内容的学习打下基础。 教学重点:1.空间直角坐标系的概念 2.空间两点间的距离公式 3.向量的概念 4.向量的运算 教学难点:1.空间思想的建立 2.向量平行与垂直的关系 教学内容: 一、向量的概念 1.向量:既有大小,又有方向的量。在数学上用有向线段来表示向量,其长度表示向量的大小,其方向表示向量的方向。在数学上只研究与起点无关的自由向量(以后简称向量)。 2. 量的表示方法有: a 、i 、F 、OM 等等。 3. 向量相等b a =:如果两个向量大小相等,方向相同,则说(即经过平移后能完全重合的向量)。 4. 量的模:向量的大小,记为a 。 模为1的向量叫单位向量、模为零的向量叫零向量。零向量的方向是任意的。 5. 量平行b a //:两个非零向量如果它们的方向相同或相反。零向量与如何向量都平行。 6. 负向量:大小相等但方向相反的向量,记为a - 二、向量的线性运算 1.加减法c b a =+: 加法运算规律:平行四边形法则(有时也称三角形法则),其满足的运算规律有交换率和结合率见图7-4

2.c b a =- 即c b a =-+)( 3.向量与数的乘法a λ:设λ是一个数,向量a 与λ的乘积a λ规定为 0)1(>λ时,a λ与a 同向,||||a a λλ= 0)2(=λ时,0a =λ 0)3(<λ时,a λ与a 反向,||||||a a λλ= 其满足的运算规律有:结合率、分配率。设0 a 表示与非零向量a 同方向的单位向量,那么 a a a 0= 定理1:设向量a ≠0,那么,向量b 平行于a 的充分必要条件是:存在唯一的实数λ, 使b =a λ 例1:在平行四边形ABCD 中,设a =AB ,b =AD ,试用 a 和 b 表示向量MA 、MB 、MC 和MD ,这里M 是平行 四边形对角线的交点。(见图7-5) 图7-4 解:→→==+AM AC 2b a ,于是)(2 1 b a +- =→ MA 由于→ → -=MA MC , 于是)(21 b a += → MC 又由于→→==+-MD BD 2b a ,于是)(2 1 a b -=→MD 由于→→-=MD MB , 于是)(2 1 a b --=→MB 三、空间直角坐标系 1.将数轴(一维)、平面直角坐标系(二维)进一步推广建立空间直角坐标系(三维)如图7-1,其符合右手规则。即以右手握住z 轴,当右手的四个手指从正向x 轴以2 π 角度转向正向y 轴时,大拇指的指向就是z 轴的正向。

向量代数与空间解析几何教案.doc

第八章向量代数与空间解析几何 第一节向量及其线性运算 教学目的:将学生的思维由平面引导到空间,使学生明确学习空间解析几何的意义和目的。使学生对(自由)向量有初步了解,为后继内容的学习打下基础。教学重点: 1. 空间直角坐标系的概念 2.空间两点间的距离公式 3.向量的概念 4.向量的运算 教学难点: 1. 空间思想的建立 2.向量平行与垂直的关系 教学内容: 一、向量的概念 1.向量:既有大小,又有方向的量。在数学上用有向线段来表示向量,其长度表示向 量的大小,其方向表示向量的方向。在数学上只研究与起点无关的自由向量(以后简称向量)。 2.量的表示方法有: a 、i、F、 OM 等等。 3.向量相等a b :如果两个向量大小相等,方向相同,则说(即经过平移后能完全 重合的向量)。 4.量的模:向量的大小,记为 a 、OM。 模为 1 的向量叫单位向量、模为零的向量叫零向量。零向量的方向是任意的。 5.量平行a // b:两个非零向量如果它们的方向相同或相反。零向量与如何向量都平行。 6.负向量:大小相等但方向相反的向量,记为 a 二、向量的线性运算 b c 1.加减法a b c:加法运算规律:平行四边形法则(有 时也称三角形法则),其满足的运算规律有交换率和结合率见图7 a -4

2.a b c 即 a ( b) c 3.向量与数的乘法 a :设是一个数,向量 a 与的乘积a规定为 (1) 0 时, a 与a 同向, | a | | a | (2) 0 时, a 0 (3) 0 时, a 与a反向,| a | | || a | 其满足的运算规律有:结合率、分配率。设 a 0表示与非零向量 a 同方向的单位向量,那么 a 0a a 定理 1:设向量,那么,向量 b 平行于 a 的充分必要条件是:存在唯一的实数 λ , a≠ 0 使b=a 例 1:在平行四边形ABCD中,设AB a ,AD b ,试用 a 和b表示向量 MA 、MB 、MC 和 MD ,这里M是平行四边形对角线的交点。(见图7-5)图 7- 4 解: a b AC 2 AM ,于是 MA 1 (a b) 2 由于 MC MA ,于是 MC 1 b) (a 2 1 (b a) 又由于 a b BD 2 MD ,于是 MD 1 (b 2 由于 MB MD ,于是 MB a) 2 三、空间直角坐标系 1.将数轴(一维)、平面直角坐标系(二维)进一步推广建立空间直角坐标系(三维) 如图 7- 1,其符合右手规则。即以右手握住z 轴,当右手的四个手指从正向x 轴以角度 2 转向正向 y 轴时,大拇指的指向就是z 轴的正向。 2.间直角坐标系共有八个卦限,各轴名称分别为:x轴、y轴、z轴,坐标面分别 为 xoy 面、yoz面、zox面。坐标面以及卦限的划分如图7-2 所示。 图 图 7-1 右手规则演示 7- 2 空间直角坐标系图图7-3空间两点 M 1 M 2的距离图3.空间点M ( x, y, z)的坐标表示方法。 通过坐标把空间的点与一个有序数组一一对应起来。注意:特殊点的表示

空间解析几何与向量代数

空间解析几何与向量代 数 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

第八章 空间解析几何与向量代数 一、 选择题 1.设}.4,,1{},2,3,{y b x a -== 若b a //,则 B (A )、x= y=6 (B)、x= y=6 (C)、x=1 y=-7 (D)、x=-1 y=-3 2.平面x -2z = 0的位置是 D 。 (A)、平行XOZ坐标面。 (B)、平行OY轴 (C)、垂直于OY轴 (D)、通过OY轴 3.下列平面中通过坐标原点的平面是 C 。 (A)、x=1 (B)、x+2z+3y+4=0 (C)、3(x-1)-y+(y+3)=0 (D)、x+y+z=1 4.已知二平面π1:mx+y-3z+1=0与π2:7x-2y-z=0当m = B π1⊥π2。 (A)、1/7 (B)、-1/7 (C)、7 (D)、-7 5.二平面π1:x + y - 11=0, π2: 3x +8=0的夹角θ= C 。 (A)、2 π (B)、π/3 (C)、π/4 (D)、π/6 6.下列直线中平行与XOY 坐标面的是 D 。 (A )233211+=+=-z y x (C )1 0101z y x =-=+ (B ){04404=--=--y x z x (D )?? ???==+=4321z t y t x 7.直线L 1:{7272=-+=++-z y x z y x 与L 2:{836302=-+=--z y x z y x 的关系是 B 。 (A )、L 1⊥L 2 (B )、L 1点P(1,2,1)到平面x+2y+2z-10=0的距离是 1 。 2.当l = -4 ,及m= 3 时,二平面2x+my+3z-5=0与l x-6y-6z+2=0互相平行。 3.过点P(4,-1,3)且平行于直线 51232-==-z y x 的直线方程 为 5 32/1134-=+=-z y x 。 三、计算题 1· 求过点(3 0 1)且与平面3x 7y 5z 120平行的平面方程 解 所求平面的法线向量为n (3 7 5) 所求平面的方程为 3(x 3)7(y 0)5(z 1)0 即3x 7y 5z 40 2. 求过点(2 3 0)且以n (1 2 3)为法线向量的平面的方程 解 根据平面的点法式方程 得所求平面的方程为

高中数学知识点总结之平面向量与空间解析几何(经典必看)

56. 你对向量的有关概念清楚吗? (1)向量——既有大小又有方向的量。 ()向量的模——有向线段的长度,2||a → ()单位向量,3100|||| a a a a →→ → → == ()零向量,4000→ → =|| ()相等的向量长度相等方向相同5???? =→→ a b 在此规定下向量可以在平面(或空间)平行移动而不改变。 (6)并线向量(平行向量)——方向相同或相反的向量。 规定零向量与任意向量平行。 b a b b a → → → → → → ≠?=∥存在唯一实数,使()0λλ (7)向量的加、减法如图: OA OB OC →+→=→ OA OB BA →-→=→ (8)平面向量基本定理(向量的分解定理) e e a → → → 12,是平面内的两个不共线向量,为该平面任一向量,则存在唯一

实数对、,使得,、叫做表示这一平面内所有向量λλλλ12112212a e e e e →→→→→ =+ 的一组基底。 (9)向量的坐标表示 i j x y →→ ,是一对互相垂直的单位向量,则有且只有一对实数,,使得 ()a x i y j x y a a x y → →→→→ =+=,称,为向量的坐标,记作:,,即为向量的坐标() 表示。 ()()设,,,a x y b x y → → ==1122 ()()()则,,,a b x y y y x y x y → →±=±=±±11121122 ()()λλλλa x y x y →==1111,, ()()若,,,A x y B x y 1122 ()则,AB x x y y → =--2121 ()()||AB x x y y A B →= -+-212212,、两点间距离公式 57. 平面向量的数量积 ()··叫做向量与的数量积(或内积)。1a b a b a b →→→→→→ =||||cos θ []θθπ为向量与的夹角,,a b → → ∈0

高等数学 向量代数与空间解析几何复习

第五章 向量代数与空间解析几何 5.1向量 既有大小又有方向的量 表示:→ -AB 或a (几何表示)向量的大小称为向量的模,记作||AB 、|a |、||a 1. 方向余弦:??? ? ??=||,||,||)cos ,cos ,(cos r r r z y x γβα r =(x ,y ,z ),| r |=2 22z y x ++ 2. 单位向量 )cos ,cos ,(cos γβα=→ a 模为1的向量。 3. 模 → →→ ?=++=a a z y x a 2 22|| 4. 向量加法(减法) ),,(212121z z y y x x b a ±±±=±→ → 5. a ·b =| a |·| b |cos θ212121z z y y x x ++= a ⊥ b ?a ·b =0(a ·b =b ·a ) 6. 叉积、外积 |a ?b | =| a || b |sin θ= z y x z y x b b b a a a k j i a // b ?a ?b =0.( a ?b= - b ?a ) ? 2 12 12 1z z y y x x == 7. 数乘:),,(kz ky kx ka a k ==→ → 例1 1||,2||==→ → b a ,→ a 与→ b 夹角为 3 π ,求||→ →+b a 。 解 2 2 ||cos ||||2||2)()(||→ →→→ → →→ →→ →→ → → → → → ++= ?+?+?= +?+=+b b a a b b b a a a b a b a b a θ 713 cos 12222 = +???+= π 例2 设2)(=??c b a ,求)()]()[(a c c b b a +?+?+。 解 根据向量的运算法则 )()]()[(a c c b b a +?+?+

向量代数与空间解析几何相关概念和例题

空间解析几何与向量代数 向量及其运算 目的:理解向量的概念及其表示;掌握向量的运算,了解两个向量垂直、平行的条件;掌握空间直角坐标系的概念,能利用坐标作向量的线性运算; 重点与难点 重点:向量的概念及向量的运算。难点:运算法则的掌握 过程: 一、向量 既有大小又有方向的量称作向量 通常用一条有向线段来表示向量.有向线段的长度表示向量的大小,有向线段的方向表示向量的方向. 向量的表示方法有两种:→a、 →AB 向量的模:向量的大小叫做向量的模.向量→a、→AB的模分别记为| |→a、| |→AB. 单位向量:模等于1的向量叫做单位向量. 零向量:模等于0的向量叫做零向量,记作→0.规定:→0方向可以看作是任意的. 相等向量:方向相同大小相等的向量称为相等向量 平行向量(亦称共线向量):两个非零向量如果它们的方向相同或相反,就称这两个向量平行.记作a // b.规定:零向量与任何向量都平行. 二、向量运算 向量的加法 向量的加法:设有两个向量a与b,平移向量使b的起点与a的终点重合,此时从a 的起点到b的终点的向量c称为向量a与b的和,记作a+b,即c=a+b . 当向量a与b不平行时,平移向量使a与b的起点重合,以a、b为邻边作一平行四边形,从公共起点到对角的向量等于向量a与b的和a+b. 向量的减法: 设有两个向量a与b,平移向量使b的起点与a的起点重合,此时连接两向量终点且指向被减数的向量就是差向量。 →→→→→ A O OB OB O A AB- = + =, 2、向量与数的乘法 向量与数的乘法的定义: 向量a与实数λ的乘积记作λa,规定λa是一个向量,它的模|λa|=|λ||a|,它的方向当λ>0时与a相同,当λ<0时与a相反. (1)结合律λ(μa)=μ(λa)=(λμ)a; (2)分配律(λ+μ)a=λa+μa; λ(a+b)=λa+λb. 例1在平行四边形ABCD中,设 ?→ ? AB=a, ?→ ? AD=b.

向量代数与空间解析几何相关概念和例题

空间解析几何与向量代数 向量及其运算 目的:理解向量的概念及其表示;掌握向量的运算,了解两个向量垂直、平 行的条件;掌握空间直角坐标系的概念,能利用坐标作向量的线性运算; 重点与难点 重点:向量的概念及向量的运算。难点:运算法则的掌握 过程: 一、向量 既有大小又有方向的量称作向量 通常用一条有向线段来表示向量. 有向线段的长度表示向量的大小, 有向线段的方向表示向量的方向. 向量的表示方法有两种: → a 、→ AB 向量的模:向量的大小叫做向量的模. 向量→ a 、→ AB 的模分别记为||→ a 、||→ AB . 单位向量: 模等于1的向量叫做单位向量. 零向量: 模等于0的向量叫做零向量, 记作→0.规定:→ 0方向可以看作是任意的. 相等向量:方向相同大小相等的向量称为相等向量 平行向量(亦称共线向量): 两个非零向量如果它们的方向相同或相反, 就称这两个向量平行.记作a // b .规定: 零向量与任何向量都平行. 二、向量运算 向量的加法 向量的加法: 设有两个向量a 与b , 平移向量使b 的起点与a 的终点重合, 此时从a 的起点到b 的终点的向量c 称为向量a 与b 的和, 记作a +b , 即c =a +b . 当向量a 与b 不平行时, 平移向量使a 与b 的起点重合, 以a 、b 为邻边作一平行四边形, 从公共起点到对角的向量等于向量a 与b 的和a +b . 向量的减法: 设有两个向量a 与b , 平移向量使b 的起点与a 的起点重合, 此时连接两向量终点且指向被减数的向量就是差向量。 → → → → → A O O B OB O A AB -=+=, 2、向量与数的乘法 向量与数的乘法的定义: 向量a 与实数λ的乘积记作λa , 规定λa 是一个向量, 它的模|λa |=|λ||a |, 它的方向当λ>0时与a 相同, 当λ<0时与a 相反. (1)结合律 λ(μa )=μ(λa )=(λμ)a ; (2)分配律 (λ+μ)a =λa +μa ; λ(a +b )=λa +λb . 例1 在平行四边形ABCD 中, 设?→ ?AB =a , ?→ ?AD =b .

空间解析几何与向量代数

第八章 空间解析几何与向量代数 一、 选择题 1.设}.4,,1{},2,3,{y b x a -==??若b a ??//,则B (A )、x=0.5y=6(B)、x=-0.5y=6 (C)、x=1y=-7(D)、x=-1y=-3 2.平面x-2z=0的位置是 D 。 (A)、平行XOZ坐标面。 (B)、平行OY轴 (C)、垂直于OY轴 (D)、通过OY轴 3.下列平面中通过坐标原点的平面是 C 。 (A)、x=1(B)、x+2z+3y+4=0(C)、3(x-1)-y+(y+3)=0(D)、x+y+z=1 4.已知二平面π1:mx+y-3z+1=0与π2:7x-2y-z=0当m = B π1⊥π2。 (A)、1/7 (B)、-1/7 (C)、7 (D)、-7 5.二平面π1:x+y-11=0,π2:3x+8=0的夹角θ= C 。 (A)、2 π (B)、π/3 (C)、π/4 (D)、π/6 6.下列直线中平行与XOY 坐标面的是D 。 (A )233211+=+=-z y x (C )1 0101z y x =-=+ (B ){ 4404=--=--y x z x (D )?????==+=4321z t y t x 7.直线L 1:{7272=-+=++-z y x z y x 与L 2:{836302=-+=--z y x z y x 的关系是B 。 (A )、L 1⊥L 2(B )、L 1//L 2(C )、L 1与L 2相交但不垂直。(D )、L 1与L 2为异面直线。 二、填空题

1.点P(1,2,1)到平面x+2y+2z-10=0的距离是 1 。 2.当l =-4,及m=3时,二平面2x+my+3z-5=0与l x-6y-6z+2=0互相平行。 3.过点P(4,-1,3)且平行于直线 51232-==-z y x 的直线方程 为 5 32/1134-=+=-z y x 。 三、计算题 1·求过点(301)且与平面3x 7y 5z 120平行的平面方程 解所求平面的法线向量为n (375)所求平面的方程为 3(x 3)7(y 0)5(z 1)0即3x 7y 5z 40 2.求过点(230)且以n (123)为法线向量的平面的方程 解根据平面的点法式方程得所求平面的方程为 (x 2)2(y 3)3z 0 即x 2y 3z 80 3·求过三点M 1(214)、M 2(132)和M 3(023)的平面的方程 解我们可以用→→3121M M M M ?作为平面的法线向量n 因为→)6 ,4 ,3(21--=M M →)1 ,3 ,2(31--=M M 所以 根据平面的点法式方程得所求平面的方程为 14(x 2)9(y 1)(z 4)0 即14x 9yz 150 4·求过点(413)且平行于直线51123-==-z y x 的直线方程 解所求直线的方向向量为s (215)所求的直线方程为 5·求过两点M 1(321)和M 2(102)的直线方程 解所求直线的方向向量为s (102)(321)(421)所求的直线方程为

平面向量及解析几何

六、平面向量 考试要求:1、理解向量的概念,掌握向量的几何表示,了解共线向量的概念。2、掌握向量的加法和减法。3、掌握实数与向量的积,理解两个向量共线的充要条件。4、了解平面向量的基本定理,理解平面向量的坐标的概念,掌握平面向量的坐标运算。5、掌握平面向量的数量积及其几何意义,了解用平面向量的数量积可以处理有关长度、角度和垂直问题,掌握向量垂直的条件。6、掌握平面两点间的距离公式,以及线段的定比分点和中点坐标公式,并且能熟练运用,掌握平移公式。 1、已知向量与不共线,且0||||≠=,则下列结论中正确的是 A .向量-+与垂直 B .向量-与垂直 C .向量b a +与a 垂直 D .向量b a b a -+与共线 2.已知在△ABC 中,?=?=?,则O 为△ABC 的 A .内心 B .外心 C .重心 D .垂心 3.在△ABC 中设a AB =,b AC =,点D 在线段BC 上,且3BD DC = ,则AD 用b a ,表 示为 。 4、已知21,e e 是两个不共线的向量,而→→→ →→ → +=-+=2121232)2 51(e e b e k e k a 与是两个共线 向量,则实数k = . 5、设→ i 、→ j 是平面直角坐标系内分别与x 轴、y 轴方向相同的两个单位向量,且 →→+=j i 24,→ →+=j i 43,则△OAB 的面积等于 : A .15 B .10 C .7.5 D .5 6、已知向量OB OA OC OB OA +==--=),3,2(),1,3(,则向量OC 的坐标是 , 将向量按逆时针方向旋转90°得到向量,则向量的坐标是 . 7、已知)3,2(),1,(==k ,则下列k 值中能使△ABC 是直角三角形的值是 A . 2 3 B .21- C .-5 D .31- 8、在锐角三角形ABC 中,已知ABC ?==,1||,4||的面积为3,则=∠BAC ,?的值为 . 9、已知四点A ( – 2,1)、B (1,2)、C ( – 1,0)、D (2,1),则向量与的位置关系是 A. 平行 B. 垂直 C. 相交但不垂直 D. 无法判断 10、已知向量OB OA CA OC OB 与则),sin 2,cos 2(),2,2(),0,2(αα===夹角的范围

空间解析几何与向量微分

第七章:空间解析几何与向量微分 本章内容简介 在平面解析几何中,通过坐标把平面上的点与一对有序实数对应起来,把平面上的图形和方程对应起来,从而可以用代数方法来研究几何问题,空间解析几何也是按照类似的方法建立起来的。 7.1空间直角坐标系 一、空间点的直角坐标 为了沟通空间图形与数的研究,我们需要建立空间的点与有序数组之间的联系,为此我们通过引进空间直角坐标系来实现。 过定点O,作三条互相垂直的数轴,它们都以O为原点且一般具有相同的长度单位.这三条轴分别叫做x轴(横轴)、y轴(纵轴)、z轴(竖轴);统称坐标轴.通常把x轴和y轴配置在水平面上,而z轴则是铅垂线;它们的正方向要符合右手规则,即以右手握住z轴,当右手的四指从正向x轴以π/2角度转向正向y轴时,大拇指的指向就是z轴的正向,这样的三条坐标轴就组成了一个空间直角坐标系,点O叫做坐标原点。(如下图所示) 三条坐标轴中的任意两条可以确定一个平面,这样定出的三个平面统称坐标面。 取定了空间直角坐标系后,就可以建立起空间的点与有序数组之间的对应关系。 例:设点M为空间一已知点.我们过点M作三个平面分别垂直于x轴、y轴、z轴,它们与x轴、y轴、z轴的交点依次为P、Q、R,这三点在x轴、y轴、z轴的坐标依次为x、y、z.于是空间的一点M就唯一的确定了一个有序数组x,y,z.这组数x,y,z就叫做点M的坐标,并依次称x,y和z为点M的横坐标,纵坐标和竖坐标。(如下图所示)

坐标为x,y,z的点M通常记为M(x,y,z). 这样,通过空间直角坐标系,我们就建立了空间的点M和有序数组x,y,z之间的一一对应关系。 注意:坐标面上和坐标轴上的点,其坐标各有一定的特征. 例:如果点M在yOz平面上,则x=0;同样,zOx面上的点,y=0;如果点M在x轴上,则y=z=0;如果M是原点, 则x=y=z=0,等。 二、空间两点间的距离 设M1(x1,y1,z1)、M2(x2,y2,z2)为空间两点,为了用两点的坐标来表达它们间的距离d我们有公式: 例题:证明以A(4,3,1),B(7,1,2),C(5,2,3)为顶点的三角形△ABC是一等腰三角形. 解答:由两点间距离公式得: 由于,所以△ABC是一等腰三角形 7.2 方向余弦与方向数 解析几何中除了两点间的距离外,还有一个最基本的问题就是如何确定有向线段的或有向直线的方向。 方向角与方向余弦 设有空间两点,若以P1为始点,另一点P2为终点的线段称为有 向线段.记作.通过原点作一与其平行且同向的有向线段.将与Ox,Oy,Oz三个 坐标轴正向夹角分别记作α,β,γ.这三个角α,β,γ称为有向线段的方向角.其中

第6章向量代数与空间解析几何

单项选择题 1. 点(2-3,4)关于x 轴对称点的坐标为( ) (A) (2-3,4) ; (B) (-2-3,4) ; (C) (2-3,-4) ; (D)(2,3,-4). 答案(D ) 2. 点 (x , y , z )与 z 轴的距离为( ) (A) 22z y + ; (B) 22z x + ; (C) 22y x + ; (D) 222z y x ++. 答案(C) 3. 点)2,3,0(-的位置为( ) (A) 在z 轴上 ; (B) 在xoy 面上 ; (C) 在 zox 面上; (D) 在yoz 面上 . 答案(D) 4. 点(x , y , z )到点A (1,2,1)和点B (2,04)的距离相等,则x , y , z 满足方程为( ) (A) x –2y +3z –7=0 ; (B) (A) x –4y +3z –7=0 ; (C) x –2y +3z –14=0 ; (D) x –4y +3z –14=0. 答案( A ) 6. 点(4,1,2)关于xoy 面对称点的坐标为( ) (A) (4,1-,2) ; (B) (4,-1,2) ; (C) (-4,1,2); (D) (-4,-1,-2). 答案(A) 8. 在y 轴上,与点A (1,-3,7),B (5,7,-5)等距离的点为( ) (A) (0,1,0) ; (B) (0,2,0) ; (C)(0,3,0) ; (D) (0,4,0). 答案(B) 9. 点 (x , y , z )与x 轴的距离与它到点(0,2,0)的距离相等,则x , y , z 满足方程( ) (A) 0442=+-x y ; (B) 0442=++x y ; (C) 0442=+-y x ; (D) 0442=++y x . 答案(C) 10. 点 (x , y , z )与zox 面及yoz 面的距离的平方差为1,,则x , y , z 满足方程( ) (A) 122=-y x ; (B) 122=-z x ; (C) 221y x -=; (D) 022=-z y . 答案(C) 11. 一向量的终点在B (1,–1,3),它在x 轴、y 轴和z 轴上的投影依次为2、–4和1,则该向量起点A 的坐标为( ) (A) (1 ,3,–2) ; (B) (1 , –3,2) ; (C) (–1 ,3,2) ; (D) (–1 , 3,–2). 答案(C ) 12. 一向量的起点在A (1,0,3),它的坐标为(4,1,3)则该向量的终点B 的坐标为( ) (A) (5,1,6) ; (B) (5,0,6) ; (C) (-5,0,6); (D) (-5,1,6) 答案(A ) 13. 向量a =i –2j 的位置为( ) (A) 平行于xoy 面 ; (B) 平行于zox 面; (C) 平行于yoz 面; (D) 平行于z 轴. 答案(A ) 14. 设向量a =(1,2,3),b =(-1,1,-2),c =(1,-1,-2),d =(2,1,-7),则( ) (A) d=a –b –c ; (B) d=a +b +c ; (C) d=a +2b +c ; (D) d=a +2b +3c .

空间解析几何与向量代数复习题

第八章 空间解析几何与向量代数答案 一、选择题 1. 已知A (1,0,2), B (1,2,1)是空间两点,向量的模是(A ) A 5 B 3 C 6 D 9 2. 设a =(1,-1,3), b =(2,-1,2),求c =3a -2b 是( B ) A (-1,1,5). B (-1,-1,5). C (1,-1,5). D (-1,-1,6). 3. 设a =(1,-1,3), b =(2, 1,-2),求用标准基i , j , k 表示向量c=a-b 为(A ) A -i -2j +5k B -i -j +3k C -i -j +5k D -2i -j +5k 4. 求两平面和的夹角是( C ) A 2π B 4π C 3 π D π 5. 已知空间三点M (1,1,1)、A (2,2,1)和B (2,1,2),求∠AMB 是( C ) A 2π B 4π C 3 π D π 6. 求点到直线L :的距离是:( A ) A 138 B 118 C 158 D 1 7. 设,23,a i k b i j k =-=++r r r r r r r 求a b ?r r 是:( D ) A -i -2j +5k B -i -j +3k C -i -j +5k D 3i -3j +3k 8. 设⊿ABC 的顶点为(3,0,2),(5,3,1),(0,1,3)A B C -,求三角形的面积是:( A ) B 364 C 3 2 D 3 9. 求平行于轴,且过点和的平面方程是:( D ) A 2x+3y=5=0 B x-y+1=0 C x+y+1=0 D . 10、若非零向量a,b 满足关系式-=+a b a b ,则必有( C ); A -+a b =a b ; B =a b ; C 0?a b =; D ?a b =0. 11、设,a b 为非零向量,且a b ⊥, 则必有( C ) A a b a b +=+ B a b a b -=- C +=-a b a b D +=-a b a b

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