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高考空间向量部分主要考查以下内容,涵盖基础概念、运算方法及综合应用:
一、基础概念与运算
具有大小和方向的量,空间的平移、平行向量、共线向量等基本概念。
向量运算
- 加法与减法:
三角形法则和平行四边形法则;
- 数乘向量:方向相反或同向的伸缩变换;
- 运算律:交换律、结合律、分配律。
- 向量长度公式:$| mathbf{a} | = sqrt{a_1^2 + a_2^2 + a_3^2}$;
- 方向角公式:$cos alpha = frac{mathbf{a} cdot mathbf{e}}{| mathbf{a} | | mathbf{e} |}$,其中$mathbf{e}$是单位向量。
二、几何应用
证明平行与垂直
- 线线平行:$mathbf{a} = lambda mathbf{b}$;
- 线面垂直:$mathbf{a} cdot mathbf{n} = 0$($mathbf{n}$为法向量)。
计算角度与距离
- 线线角:$cos theta = frac{mathbf{a} cdot mathbf{b}}{| mathbf{a} | | mathbf{b} |}$;
- 线面角/面面角:通过法向量计算;
- 距离公式:点到平面距离$d = frac{|mathbf{a} cdot mathbf{n}|}{| mathbf{n} |}$。
三、坐标运算与综合应用
坐标表示
- 空间向量坐标运算规则(加法、减法、数乘);
- 中点公式:$mathbf{M} = frac{mathbf{A} + mathbf{B}}{2}$。
典型题型
- 动态最值问题:
通过向量投影或对称性求解;
- 截面与二面角问题:结合平面方程与向量法计算;
- 正四面体/正方体模型:利用向量建系简化计算。
四、高频考点总结
选择题/填空题:向量共线/垂直的判断;
解答题:空间几何证明(如线面平行)或计算(如角度、距离)。
建议备考时结合教材与真题,重点掌握向量运算的规范性和几何问题的转化技巧,通过大量练习提升空间想象能力。