2018-2019学年高二数学苏教版选修2-1讲义:第1部分 第3章 3.1 3.1.3 空间向量基本定理 Word版含解析
2018-2019学年高二数学苏教版选修2-1讲义:第1部分 第3章 3.1 3.1.3 空间向量基本定理 Word版含解析第2页

  如果空间一个基底的三个基向量是两两互相垂直,那么这个基底叫做正交基底.

  特别地,当一个正交基底的三个基向量都是单位向量时,称这个基底为单位正交基底,通常用{i,j,k}表示.

  

  1.空间向量基本定理表明,用空间三个不共面向量组{a,b,c}可以线性表示出空间的任意一个向量,而且表示的结果是惟一的.

  2.空间中的基底是不惟一的,空间中任意三个不共面向量均可作为空间向量的基底.

  

  

  

  

  

基底的概念   

  [例1] 若{a,b,c}是空间的一个基底.试判断{a+b,b+c,c+a}能否作为该空间的一个基底.

  [思路点拨] 判断a+b,b+c,c+a是否共面,若不共面,则可作为一个基底,否则,不能作为一个基底.

  [精解详析] 假设a+b,b+c,c+a共面,则存在实数λ、μ使得a+b=λ(b+c)+μ(c+a),

  ∴a+b=λb+μa+(λ+μ)c.

  ∵{a,b,c}为基底,∴a,b,c不共面.

  ∴此方程组无解,∴a+b,b+c,c+a不共面.

  ∴{a+b,b+c,c+a}可以作为空间的一个基底.

  [一点通] 空间中任何三个不共面的向量都可以构成空间的一个基底,所以空间中的基底有无穷多个.但是空间中的基底一旦选定,某一向量对这一基底的线性表示只有一种,即在基底{a,b,c}下,存在惟一的有序实数组(x,y,z),使得p=xa+yb+zc.

  证明三个向量能否构成空间的一个基底,就是证明三个向量是否不共面,证明三个向量不共面常用反证法并结合共面向量定理来证明.

  

  1.设x=a+b,y=b+c,z=c+a,且{a,b,c}是空间的一个基底.给出下列向量组:

①{a,b,x},②{x,y,z},③{b,c,z},④{x,y,a+b+c}.