长沙市第一中学高二数学备课组
315空间向量运算的坐标表示夹角和距离公式教学要求:掌握空间向量的长度公式、夹角公式、两点间距离公式、中点坐标公式,并会用这些公式解决有关问题.教学重点:夹角公式、距离公式.教学难点:夹角公式、距离公式的应用.教学过程:一、复习引入问题1向量的直角坐标运算法则有哪些?设a=a1a2a3,b=b1b2b3,则⑴a+b=a1b1a2b2a3b3;⑵a-b=a1b1a2b2a3b3;⑶λa=a1a2a3R;⑷ab=a1b1a2b2a3b3问题2怎样求一个空间向量的坐标呢?表示这个向量的有向线段的终点的坐标减去起点的坐标.问题3.(1)与向量(1,3,2)平行的一个向量的坐标为(C)A.(1,3,2)B.(1,3,2)C.(2,6,4)D.(1,3,2)(2)已知点A(1,2,1),且向量OC与向量OA关于平面xoy对称,向量OB与向量OA关于平面x轴对称,求向量BC和向量AB答案:BC(0,4,0)
AB(0,4,2)
(3)已知向量a(2,1,3)求一向量b,使a∥b,且b3a答案:b(6,3,9)或b(6,3,5)二、新课讲授⒈向量的模:设a=a1a2a3,b=b1b2b3,求这两个向量的模
222|a|=a12a2a3,|b|=b12b2b32.这两个式子我们称为向量的长度公式.
这个公式的几何意义是表示长方体的对角线的长度.2夹角公式推导:∵ab=abcos<ab>∴
a1b1
a22b
222a33=ba12a2a3b12b2b32cos<ab>
由此可以得出:cos<ab>=
a1b1a2b2a3b3
21
222aa2a3b12b2b32这个公式成为两个向量的夹角公式.利用这个共识,我们可以求出两个向量的夹角,并可以进一步得出两个向量的某些特殊位置关系:当cos<a、b>=1时,a与b同向;当cos<a、b>=-1时,a与b反向;当cos<a、b>=0时,a⊥b.
例1.已知A(1,0,0),B(0,1,1)OAOB与OB的夹角为120°,求的值(,例2:如图,在正方体ABCDA1B1C1D1中,B1E1D1F1
6)6
A1B1,4
求BE1与DF1所成的角的余弦值.分析:如何建系?→点的坐标?→如何用向量运算求夹角?→例3:教科书96面的例6练习:教材P97面练习第3题3两点间距离共识:利用向量的长度公式,我们还可以得出空间两点间的距离公式:在空间直角坐标系中,已知点Ax1y1z1,Bx2y2z2,则
dA、Bx2x12y1y22z1z22,其中dA、B表示A与B两点间的r