定理
(空間向量分解定理) 如果三個向量 不共面,那么對空間任一向量 p,存在一個唯一的有序實數組 ,使
定理的證明
設 不共面(圖1),過點O作 ,過點P作直線PP'平行於OC,交平面OAB於點P',在平面OAB內,過P'作直線 分別與直線OA,OB相交於點M,N,於是存在三個實數x,y,z,使
即
以下證明表達式( )是唯一的:
令
由於 不共面,可推出
叫做向量 的 線性表達式或 線性組合。
由上述定理可知,如果三個向量 是不共面的向量(線性無關),那么 的線性組合 能生成所有的空間向量,這時 叫做空間的一個 基 底,其中 都叫做 基向量。同時可知,空間任意三個不共面的向量都可構成空間的一個基底。
( )式叫做向量 p的沿基向量的 分解式。
如果,那么(x,y,z)叫做向量 p關於的坐標 。
推論
設O,A,B,C是不共面的四點,則對空間任一點P,都存在唯一的三個有序實數x,y,z,使
例題
已知空間四邊形OABC,M,N分別是對邊OA,BC的中點,點G在MN上,且MG=2GN,試寫出向量沿基底的分解式(圖2) 。
解: 由線段中點的向量表達式,得