共面向量定理

共面向量定理

共面定理的定義為能平移到一個平面上的三個向量稱為共面向量。共面向量定理是數學學科的基本定理之一。屬於高中數學立體幾何的教學範疇。主要用於證明兩個向量共面,進而證明面面垂直等一系列複雜定理。如果兩個向量a.b不共線,則向量p與向量a.b共面的充要條件是存在有序實數對(x.y),使 p=xa+yb。

基本信息

內容

如果兩個向量a. b不共線,則向量p與向量a.b共面的充要條件是存在有序實數對(x.y),使 p=xa+yb

共面向量的定義

能平移到同一平面上的三個向量叫做共面向量

推論

推論1

設OABC是不共面的四點 則對空間任意一點P 都存在唯一的有序實數組(x,y,z)
使得OP=xOA+yOB+zOC {OP,OA,OB,OC均表示向量} 說明:若x+y+z=1 則PABC四點共面 (但PABC四點共面的時候,若O在平面ABP內,則x+y+z不一定等於1,即x+y+z=1 是P.A.B.C四點共面的充分不必要條件)
證明:
1)唯一性:
設另有一組實數x',y',z' 使得OP=x'OA+y'OB+z'OC
則有xOA+yOB+zOC=x'OA+y'OB+z'OC
∴(x-x')OA+(y-y')OB+(z-z')OC=0
∵OA、OB、OC不共面
∴x-x'=y-y'=z-z'=0即x=x'、y=y'、z=z'
故實數x,y,z是唯一的
2)若x+y+z=1 則PABC四點共面:
假設OP=xOA+yOB+zOC且x+y+z=1 且PABC不共面
那么z=1-x-y 則OP=xOA+yOB+OC-xOC-yOC
OP=OC+xCA+yCB(CP=xCA+yCB)
點P位於平面ABC內 與假設中的條件矛盾 故原命題成立

推論2

空間一點P位於平面MAB內的充要條件是存在有序實數對x.y,使 MP=xMA+yMB {MP MA MB 都表示向量} 或對空間任一定點O,有 OP=OM+xMA+yMB {OP,OM,MA,MB表示向量}

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